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JP7620581B2 - Plant monitoring system and plant monitoring device - Google Patents
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Description

本開示は、プラント監視システム及びプラント監視装置に関する。 This disclosure relates to a plant monitoring system and a plant monitoring device.

通常、プラント内の電路や負荷といった電気設備の運転状況の監視は、管理者や運転員(以下「運転員等」という。)が監視盤や現場に取り付けられた計器により確認する。そして、異常の発生は、各回路に取り付けられた保護リレーにより検知され、警報が発せられる。運転員等は、警報により異常の発生を認識する。この場合、運転員等は、警報を確認して初めて異常を認識することから、当該設備の交換や修理等の対応が後手となりがちである。このような事態は、発電所において稼働率の低下に繋がる。 Normally, the operating status of electrical equipment within a plant, such as circuits and loads, is monitored by managers and operators (hereinafter referred to as "operators, etc.") using instruments installed on monitoring panels and on-site. Any abnormalities are detected by protective relays installed on each circuit, and an alarm is issued. Operators, etc. become aware of the occurrence of an abnormality through the alarm. In such cases, operators, etc., only become aware of the abnormality after checking the alarm, and so they tend to be slow to take action, such as replacing or repairing the equipment in question. This situation leads to a decrease in the operating rate of the power plant.

先手の対応を取っていくためには、常日頃から定期試験などで電気計測信号を把握し、電気回路の状態の変化に気を配らなければならない。また、現状は、計測データから早期に異常を検知することは困難であり、試験担当者が判定値やこれまでの経験から判断することが求められる。 To take proactive measures, it is necessary to regularly monitor electrical measurement signals through periodic testing and pay close attention to changes in the state of electrical circuits. Currently, it is difficult to detect abnormalities early from measurement data, and test personnel are required to make judgments based on judgment values and past experience.

一方、今後の電力系統は、分散型になると想定され、小規模の発電所が多く設置される場合、上記のような監視を実施すると、必要となる人的リソースが非常に多くなるといった課題がある。これに関して、複数の発電所が設置されている場合に、遠隔で集中監視するためのシステムが既に提案されている。 On the other hand, future power grids are expected to be decentralized, and if many small-scale power plants are installed, implementing the above-mentioned monitoring would pose an issue, as it would require a huge amount of human resources. In response to this issue, a system has already been proposed for remote centralized monitoring when multiple power plants are installed.

特許文献1には、水位測定器、入口弁、水車、サーボモータ、発電機、遮断器、変圧器、送電装置などを含む水力発電所の設備には、センサなどの測定器が取り付けられ、測定器は、取り付けられた設備の圧力、温度などの物理量、電圧、電流、周波数などの電気量を測定すること、それぞれの測定器は、測定値を監視制御システムに出力すること、監視制御システムの監視制御装置は、ネットワークを介して監視制御端末装置と接続されていること、監視制御端末装置は、水力発電所から離れた遠隔地に配置されていること、複数の監視制御端末装置において同時に複数の水力発電所の監視をすることができるものの、水力発電所の設備に対する制御権は、一つの監視制御端末装置に与えられ、これにより、水力発電所の関係者は、好適かつ混乱なく、水力発電所の設備の動作を制御できることが開示されている。 Patent Document 1 discloses that sensors and other measuring instruments are attached to equipment at hydroelectric power plants, including water level gauges, inlet valves, water turbines, servo motors, generators, circuit breakers, transformers, and power transmission equipment, and that the measuring instruments measure physical quantities such as pressure and temperature, and electrical quantities such as voltage, current, and frequency, of the equipment to which they are attached, that each measuring instrument outputs its measurement value to a monitoring and control system, that the monitoring and control device of the monitoring and control system is connected to a monitoring and control terminal device via a network, that the monitoring and control terminal device is located in a remote location away from the hydroelectric power plant, and that although multiple monitoring and control terminal devices can simultaneously monitor multiple hydroelectric power plants, control over the equipment at the hydroelectric power plant is given to one monitoring and control terminal device, thereby enabling those involved in the hydroelectric power plant to control the operation of the equipment at the hydroelectric power plant conveniently and without confusion.

特開2021-103447号公報JP 2021-103447 A

特許文献1においては、水力発電所が監視の対象となっているが、これに限らず、風力発電、太陽光発電等の発電設備は、比較的小型のものが分散配置される状況となってきている。 In Patent Document 1, hydroelectric power plants are the subject of monitoring, but this is not the only subject. Power generation facilities such as wind power plants and solar power plants are becoming relatively small and are being distributed.

発電プラントには、電気設備として保護リレーが設置されている。保護リレーは、例えば、過電流、地絡、短絡、低電圧、過電圧などの異常な事象を検知できるようになっている。具体的には、保護リレーは、回路上に異常が生じることで生じる極端な電気的な挙動変化、例えば地絡であれば零相電流や零相電圧の増加を異常と判定する。 Power plants are equipped with protective relays as electrical equipment. Protective relays are capable of detecting abnormal events such as overcurrents, ground faults, short circuits, low voltages, and overvoltages. Specifically, protective relays detect extreme changes in electrical behavior caused by abnormalities in the circuit, such as an increase in zero-phase current or zero-phase voltage in the case of a ground fault, as an abnormality.

このような極端な電気的挙動変化が発生する場合、回路上では既に何かしらの故障が発生している場合が多い。この場合、故障の検証や設備の交換のため、プラントの停止が必要となる。結果として、長期間のプラント停止による稼働率低下を招く可能性がある。このような事象を回避するためには、定期的に各負荷の状態について把握しておき、負荷の異常を早期に認識し、異常に備える期間を確保し、事前の備えを十分に行い、異常が生じた場合に速やかに通常の運転状態に戻すような体制を整えておく必要がある。 When such extreme changes in electrical behavior occur, it is often the case that some sort of fault has already occurred in the circuit. In this case, the plant must be shut down to verify the fault and replace the equipment. As a result, the plant may be shut down for an extended period of time, which could result in a drop in availability. To avoid such events, it is necessary to regularly monitor the status of each load, recognize abnormalities in the loads early, ensure a period of time to prepare for abnormalities, make sufficient preparations in advance, and have a system in place to quickly return to normal operating conditions if an abnormality occurs.

近年、分散型電源に関する検討が加速しており、将来の電力系統は、小規模の発電所が多く設置されることが想定されている。その場合、上記の異常の監視を行う人的リソースはプラント毎に必要となり、人材不足が顕著となる可能性もある。これを回避するためには、自動で異常監視を行うシステムが望ましい。 In recent years, research into distributed power sources has accelerated, and it is expected that many small-scale power plants will be installed in future power grids. In that case, human resources to monitor the above-mentioned abnormalities will be required for each plant, and there is a possibility that there will be a significant shortage of human resources. In order to avoid this, a system that automatically monitors abnormalities is desirable.

本開示の目的は、電気回路の異常の自動遠隔監視の機能を提供し、運転員等の負担を軽減するとともに、故障の早期発見により電源系統の信頼性を向上させることにある。 The purpose of this disclosure is to provide a function for automatic remote monitoring of abnormalities in electrical circuits, thereby reducing the burden on operators and improving the reliability of power systems through early detection of failures.

本開示に係るプラント監視システムは、複数のプラントに設置された負荷回路、主要回路及び遮断器のうち少なくとも一つを含むプラント設備の監視をするシステムであって、信号受信部及び判定部を有する監視装置を備え、負荷回路及び主要回路には、電気量計測器が設置され、遮断器には、電気量計測器又は動作信号検出器が設置され、信号受信部は、電気量計測器により計測される電流を含む電気計測信号、及び動作信号検出器により検出される遮断器の動作信号のうち少なくともいずれか一方を受信し、判定部は、電気計測信号及び動作信号のうち少なくともいずれか一方について複数のプラントのうち二つ以上のプラントの間で比較をし、当該信号の値の差が所定値以上である場合には、負荷回路、主要回路又は遮断器に異常があると判定する。 The plant monitoring system disclosed herein is a system for monitoring plant equipment including at least one of a load circuit, a main circuit, and a circuit breaker installed in a plurality of plants, and is equipped with a monitoring device having a signal receiving unit and a judgment unit, an electric quantity measuring instrument is installed in the load circuit and the main circuit, and an electric quantity measuring instrument or an operation signal detector is installed in the circuit breaker, the signal receiving unit receives at least one of an electric measurement signal including a current measured by the electric quantity measuring instrument and an operation signal of the circuit breaker detected by the operation signal detector, and the judgment unit compares at least one of the electric measurement signal and the operation signal between two or more plants among the plurality of plants, and judges that an abnormality exists in the load circuit, the main circuit, or the circuit breaker if the difference in the value of the signal is equal to or greater than a predetermined value.

本開示によれば、電気回路の異常の自動遠隔監視の機能を提供し、運転員等の負担を軽減するとともに、故障の早期発見により電源系統の信頼性を向上させることができる。 This disclosure provides a function for automatic remote monitoring of abnormalities in electrical circuits, reducing the burden on operators and other personnel, while improving the reliability of the power system through early detection of failures.

実施形態のプラントの接続状態を示す模式構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a connection state of a plant according to an embodiment. プラントの負荷状態及びプラントモードを示す模式構成図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a load state and a plant mode of the plant. プラント監視装置においてシミュレーションにより作成した仮想のプラントを用いて電気計測信号を比較する構成の例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a configuration for comparing electrical measurement signals using a virtual plant created by simulation in a plant monitoring device. 異なる系統に接続されたプラント間において同じプラントモードとなる場合の電気計測信号を比較する構成の例を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of a configuration for comparing electrical measurement signals when plants connected to different systems are in the same plant mode. 実施形態のプラント監視装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a plant monitoring device according to an embodiment; 実施形態のプラント監視装置による異常判定方法を示すフロー図である。FIG. 2 is a flow diagram showing an abnormality determination method by the plant monitoring device of the embodiment.

本開示に係るプラント監視システムは、複数のプラントと、プラント監視装置と、を含む。プラント監視システムは、一又は二以上の系統を更に含むものであってもよい。 The plant monitoring system according to the present disclosure includes a plurality of plants and a plant monitoring device. The plant monitoring system may further include one or more systems.

プラント監視システムは、プラント内の負荷回路(以下単に「負荷」ともいう。)や主要回路(以下「主要電路」ともいう。)に設置された電気量計測器により計測した電気量や、電気回路の開閉状態に関する信号からプラントモードを推定し、評価対象のプラントの各回路の電流値と、同様のプラントモードにある他のプラントの各回路の電流値とを比較し、それらの間で一定の閾値以上の差異が見られた場合、異常と判定する。 The plant monitoring system estimates the plant mode from the electrical quantities measured by electrical meters installed in the load circuits (hereinafter also referred to as "loads") and main circuits (hereinafter also referred to as "main circuits") within the plant, and from signals related to the open/closed state of the electrical circuits, and compares the current values of each circuit of the plant being evaluated with the current values of each circuit of other plants in the same plant mode, and if a difference between them that exceeds a certain threshold is found, it determines that an abnormality has occurred.

本明細書において、プラントとは、発電所等の設備をいう。そして、プラントには、負荷、主要電路及び遮断器のうち少なくともいずれか一つを含むプラント設備が設置されている。プラント設備は、プラント監視装置により監視されるように構成されている。また、同様のプラントモードとは、同一のプラントモードだけでなく、ほぼ同一、すなわち状態が近似しているプラントモードも含むものとする。 In this specification, a plant refers to equipment such as a power plant. The plant is equipped with plant equipment including at least one of a load, a main circuit, and a circuit breaker. The plant equipment is configured to be monitored by a plant monitoring device. In addition, a similar plant mode includes not only the same plant mode, but also plant modes that are nearly the same, i.e., have similar states.

プラント監視装置(単に「監視装置」ともいう。)は、信号受信部(入力部)と、判定部(検知・判定部)と、を有する。プラント設備のうち、負荷及び主要電路には、電気量計測器が設置されている。また、遮断器には、電気量計測器又は動作信号検出器が設置されている。監視装置の信号受信部は、電気量計測器により計測される電流値を含む電気計測信号、及び動作信号検出器により検出される遮断器の動作信号のうち少なくともいずれか一方を受信する。 The plant monitoring device (also simply referred to as "monitoring device") has a signal receiving unit (input unit) and a judgment unit (detection and judgment unit). Of the plant equipment, electric quantity measuring instruments are installed on the loads and main electric circuits. In addition, electric quantity measuring instruments or operation signal detectors are installed on the circuit breakers. The signal receiving unit of the monitoring device receives at least one of an electric measurement signal including a current value measured by the electric quantity measuring instrument, and an operation signal of the circuit breaker detected by the operation signal detector.

以下、本開示の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、各図中、同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that in each drawing, the same components are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted as appropriate.

図1は、実施形態のプラントの接続状態を示す模式構成図である。 Figure 1 is a schematic diagram showing the connection state of a plant in an embodiment.

本図においては、第一の系統101に第一のプラント104、第二のプラント105及び第三のプラント106が接続されている。また、第二の系統102には、第四のプラント107が接続されている。第一の系統101と第二の系統102とは、接続母線103で接続されている。なお、本明細書において「主要電路」は、プラント内の主要な配線等だけでなく、系統とプラントとの接続配線、接続母線等を含んでいてもよい。 In this diagram, a first plant 104, a second plant 105, and a third plant 106 are connected to a first system 101. A fourth plant 107 is connected to a second system 102. The first system 101 and the second system 102 are connected by a connection bus 103. In this specification, the term "main electrical circuits" may include not only the main wiring within a plant, but also the connecting wiring and connection bus between the systems and the plants.

第一のプラント104、第二のプラント105、第三のプラント106及び第四のプラント107は、プラント監視装置100に接続されている。プラント監視装置100は、各プラントから電気的計測信号を取得し、所定の演算処理を行い、異常の有無を判定し、必要に応じて運転員等に通知する。 The first plant 104, the second plant 105, the third plant 106, and the fourth plant 107 are connected to the plant monitoring device 100. The plant monitoring device 100 acquires electrical measurement signals from each plant, performs predetermined calculation processing, determines whether or not there is an abnormality, and notifies operators, etc., as necessary.

ここで、第一の系統101と第二の系統102とは、別系統であり、電気的な品質は同一ではないものとする。したがって、第一のプラント104、第二のプラント105、第三のプラント106及び第四のプラント107のそれぞれに設けられている電気設備が同じ仕様であるとしても、第一のプラント104、第二のプラント105及び第三のプラント106の電気的計測信号と第四のプラント107内の電気的計測信号とは、系統条件が異なることから、異なる特性を有する信号となる。 Here, the first system 101 and the second system 102 are separate systems and are not identical in electrical quality. Therefore, even if the electrical equipment installed in each of the first plant 104, the second plant 105, the third plant 106, and the fourth plant 107 has the same specifications, the electrical measurement signals of the first plant 104, the second plant 105, and the third plant 106 and the electrical measurement signal in the fourth plant 107 are signals with different characteristics due to different system conditions.

図2は、プラントの負荷状態及びプラントモードを示す模式構成図である。 Figure 2 is a schematic diagram showing the load state and plant mode of the plant.

本図に示す例においては、それぞれのプラントに設置された負荷は、3台のポンプである。一つのプラントにおいて3台のポンプの全てが動いている場合(全てがONの場合)を第一のモードとする。また、3台のポンプの全てが停止している場合(全てがOFFの場合)を第二のモードとする。第一のモード及び第二のモードは、プラントモードの例である。 In the example shown in this figure, the loads installed in each plant are three pumps. When all three pumps in one plant are operating (when all are ON), this is considered to be the first mode. When all three pumps are stopped (when all are OFF), this is considered to be the second mode. The first mode and second mode are examples of plant modes.

プラント監視装置100(図1)は、各負荷に設けたデジタルリレーや電流計等の電気量計測器、及び遮断器の投入又は遮断の信号を取得して、負荷の動作又は停止を検知し、プラントモードを推定する。 The plant monitoring device 100 (Figure 1) acquires signals from electrical quantity measuring instruments such as digital relays and ammeters installed in each load, as well as from circuit breaker on/off signals, to detect the operation or stop of the loads and estimate the plant mode.

プラント監視装置100は、第一のプラント104の負荷状態を検知すると、全ての負荷が動作していることから、第一のモードと推定する。第二のプラント105の負荷状態を検知すると、全ての負荷が停止していることから、第二のモードと推定する。第三のプラント106の負荷状態を検知すると、全ての負荷が動作していることから、第一のモードと推定する。この場合、同じ第一のモードと推定されている第一のプラント104と第三のプラント106とで電流値の大きさを比較し、差が一定値以上である場合は、異常と判定する。 When the plant monitoring device 100 detects the load state of the first plant 104, it estimates that the first mode is in progress since all loads are operating. When the plant monitoring device 100 detects the load state of the second plant 105, it estimates that the second mode is in progress since all loads are stopped. When the plant monitoring device 100 detects the load state of the third plant 106, it estimates that the first mode is in progress since all loads are operating. In this case, the magnitude of the current values of the first plant 104 and the third plant 106, which are both estimated to be in the first mode, are compared, and if the difference is equal to or greater than a certain value, it is determined that an abnormality has occurred.

なお、本図においては、負荷がポンプである場合について説明したが、本開示に係る負荷としては、このほか、モータ等が挙げられる。 Note that in this diagram, the load is a pump, but other loads related to this disclosure include a motor, etc.

図1において、第一の系統101に接続される第一のプラント104、第二のプラント105及び第三のプラント106と、第二の系統に接続される第四のプラント107とでは、系統側の電圧といった電気的な仕様が異なる。このため、系統が異なるプラント内の電気計測信号を単純に比較することは困難である。また、比較対象がない場合、例えば第四のプラント107のように、接続されている系統に他のプラントが存在しない場合や、図2の第二のプラント105のように、系統が同じであっても、同じプラントモードのプラントが存在しないの場合も、電気計測信号の比較は困難である。 In FIG. 1, the first plant 104, second plant 105, and third plant 106 connected to the first system 101 differ in electrical specifications, such as the system voltage, from the fourth plant 107 connected to the second system. For this reason, it is difficult to simply compare electrical measurement signals in plants with different systems. In addition, when there is no comparison target, for example, when there is no other plant in the connected system, such as the fourth plant 107, or when there is no plant with the same plant mode even if the system is the same, such as the second plant 105 in FIG. 2, it is difficult to compare electrical measurement signals.

そこで、このような場合は、シミュレーションにより仮想のプラントを作成し、実際のプラントと比較することにより、異常の判定をする。 Therefore, in such cases, a virtual plant is created through simulation and compared with the actual plant to determine whether there is an abnormality.

図3は、プラント監視装置においてシミュレーションにより作成した仮想のプラントを用いて電気計測信号を比較する構成の例を示す模式図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing an example of a configuration for comparing electrical measurement signals using a virtual plant created by simulation in a plant monitoring device.

本図においては、プラント監視装置100において、評価対象の第四のプラント107と同じプラントモード(ここでは第三のモードとする。)を模擬した解析(シミュレーション)を実施し、第四のプラント107の計測信号と、第四のプラント107の第三のモードをシミュレーションにより得られた電流値とを比較することで、異常の判定をしている。 In this diagram, the plant monitoring device 100 performs an analysis (simulation) simulating the same plant mode (here, the third mode) as the fourth plant 107 to be evaluated, and judges whether there is an abnormality by comparing the measurement signal of the fourth plant 107 with the current value obtained by simulating the third mode of the fourth plant 107.

図4は、異なる系統に接続されたプラント間において同じプラントモードとなる場合の電気計測信号を比較する構成の例を示す模式図である。 Figure 4 is a schematic diagram showing an example of a configuration for comparing electrical measurement signals when plants connected to different systems are in the same plant mode.

本図においては、図1と同様に、第一のプラント104、第二のプラント105及び第三のプラント106を有する第一の系統101と、第四のプラント107を有する第二の系統102とは、電源の仕様及び条件が異なり、電圧値も相違する。これを前提条件として仮定すると、第一のプラント104及び第三のプラント106と、第四のプラント107とは、同じプラントモード(第一のモード)で運転していても、電圧の変化に伴い、負荷特性(定電力特性及び定インピーダンス特性)による電流の変化が生じる。このため、電流値の単純比較では、常時差異が発生する状態となり、異常の判定が困難となる。 In this diagram, as in FIG. 1, the first system 101 having the first plant 104, the second plant 105, and the third plant 106 and the second system 102 having the fourth plant 107 have different power supply specifications and conditions, and also different voltage values. Assuming this as a prerequisite, even if the first plant 104, the third plant 106, and the fourth plant 107 are operating in the same plant mode (first mode), a change in voltage will cause a change in current due to the load characteristics (constant power characteristics and constant impedance characteristics). For this reason, a simple comparison of current values will result in a state in which differences always occur, making it difficult to determine an abnormality.

ここで、第一の系統101及び第二の系統102のそれぞれの電圧値をプラント監視装置100(図1)に入力する。そして、プラント監視装置100においては、二つのプラントのうち、参照する側のプラントの系統電圧値を、基準となる比較対象プラント407の電圧値に置き換えて負荷電流値をシミュレーションにより推定し、その電流の推定値を用いることで、比較対象プラント407が参照したプラントとは系統が異なる場合であっても比較することが可能となる。この場合において、系統は、外部電源系であっても、プラント内の所内電源系統であってもよい。 Here, the voltage values of the first system 101 and the second system 102 are input to the plant monitoring device 100 (Figure 1). Then, in the plant monitoring device 100, the system voltage value of the plant to be referenced of the two plants is replaced with the voltage value of the reference plant 407, and the load current value is estimated by simulation. By using the estimated current value, it becomes possible to compare the reference plant 407 even if the plant is a different system from the plant it references. In this case, the system may be an external power supply system or an on-site power supply system within the plant.

簡易的な例として、第一のプラント104の母線電圧が6.90kV、第四のプラント107の母線電圧が6.85kVと相違している条件で、負荷が定インピーダンス特性の抵抗負荷で構成されている場合を考える。第四のプラント107の母線電圧は、実際は6.85kVであるが、シミュレーションにより6.90kVとした場合の電流値を推定する。 As a simple example, consider a case where the load is a resistive load with constant impedance characteristics under the conditions that the bus voltage of the first plant 104 is 6.90 kV and the bus voltage of the fourth plant 107 is 6.85 kV. The bus voltage of the fourth plant 107 is actually 6.85 kV, but the current value when it is set to 6.90 kV is estimated through simulation.

定インピーダンス特性であれば、各負荷電流は、6.90kV/6.85kVの比で増加する。このように、第一のプラント104と第四のプラント107との間の電圧条件を揃えることで、電流値の比較が可能となる。 If the impedance characteristics are constant, the load currents increase at a ratio of 6.90 kV/6.85 kV. In this way, by aligning the voltage conditions between the first plant 104 and the fourth plant 107, it becomes possible to compare the current values.

なお、ここでは、説明を簡単にするため、電圧のみに焦点を当てたが、周波数などの条件が変わった場合も同様である。図3と比較すると、系統モデル全体を構築する必要はなく、電流値の変換だけで済むという利点がある。 Note that here, to simplify the explanation, we have focused only on voltage, but the same applies when conditions such as frequency change. Compared to Figure 3, this has the advantage that it is not necessary to build an entire system model, and only the conversion of current values is required.

判別したいプラントモードが多数ある場合は、負荷の通電順序や負荷の電流の大きさなどにより、種々の運転モードを判定することも可能である。例えば、発電プラントでは、非常時の操作として、非常用電源を給電する起動シーケンスを事象ごとに決めていることから、負荷の投入順序を基にプラントモードを想定することも可能である。 When there are multiple plant modes to distinguish, it is possible to distinguish various operating modes based on the load energization sequence and the magnitude of the load current. For example, in a power generation plant, a startup sequence for supplying emergency power for emergency operations is determined for each event, so it is possible to assume the plant mode based on the load energization sequence.

本例では、主として電流値の比較について説明したが、電流値の加工や、その他の計測信号の比較をすることで、更なる詳細な比較・分析も可能となる。例えば、計測電流値を、対称座標法を用いて対称成分に分解することで、電流の大きさのみでは分からない地絡や不平衡率の監視も可能となる。電圧値や周波数などの計測値も組み合わせることで、電路の損失や電動機のトルクや滑りなどの監視も可能となる。 In this example, we have mainly explained the comparison of current values, but by processing the current values and comparing other measurement signals, more detailed comparisons and analyses are possible. For example, by decomposing the measured current values into symmetrical components using the symmetric coordinate method, it becomes possible to monitor earth faults and unbalance rates, which cannot be determined by the magnitude of the current alone. By combining measurements such as voltage values and frequency, it becomes possible to monitor circuit losses, motor torque and slippage, etc.

以下、実施形態のプラント監視装置の構成及び処理フローについて説明する。 The configuration and processing flow of the plant monitoring device of this embodiment are described below.

図5は、実施形態のプラント監視装置を示す概略構成図である。 Figure 5 is a schematic diagram showing a plant monitoring device according to an embodiment.

本図においては、プラント監視装置100は、入力部151と、検知・判定部152と、解析部153と、出力部154と、記憶部160と、を備えている。 In this diagram, the plant monitoring device 100 includes an input unit 151, a detection/determination unit 152, an analysis unit 153, an output unit 154, and a memory unit 160.

入力部151は、各プラントからの電気的計測信号を受信する。検知・判定部152は、受信した電気的計測信号について所定の演算処理を行い、異常の有無を判定する。解析部153は、上記のシミュレーションを行う。出力部154は、判定の結果やシミュレーションの結果についての通知を運転員等に送信する。記憶部160は、検知・判定部152及び解析部153に対して、必要なデータを送信し、保存が必要なデータを検知・判定部152及び解析部153から受信する。 The input unit 151 receives electrical measurement signals from each plant. The detection and determination unit 152 performs a predetermined calculation process on the received electrical measurement signals to determine whether or not there is an abnormality. The analysis unit 153 performs the above simulation. The output unit 154 transmits notifications regarding the results of the determination and simulation to operators, etc. The memory unit 160 transmits necessary data to the detection and determination unit 152 and the analysis unit 153, and receives data that needs to be stored from the detection and determination unit 152 and the analysis unit 153.

図6は、実施形態のプラント監視装置による異常判定方法を示すフロー図である。 Figure 6 is a flow diagram showing an anomaly determination method using a plant monitoring device according to an embodiment.

本図に示すように、プラント監視装置においては、入力部151で受信したデータから、検知・判定部152がプラントの負荷状態を検知する(工程S610)。そして、検知・判定部152がプラントの負荷状態からプラントのモードを推定する(工程S620)。つぎに、検知・判定部152が同一のモードのプラントを比較する(工程S630)。そして、検知・判定部152がプラントに異常はないかを判定する(工程S640)。異常がある場合は、出力部154から運転員等に異常を通知する(工程S650)。異常がない場合は、工程S610に戻る。 As shown in this figure, in the plant monitoring device, the detection and judgment unit 152 detects the load state of the plant from the data received by the input unit 151 (step S610). Then, the detection and judgment unit 152 estimates the plant mode from the load state of the plant (step S620). Next, the detection and judgment unit 152 compares plants of the same mode (step S630). Then, the detection and judgment unit 152 judges whether there is an abnormality in the plant (step S640). If there is an abnormality, the output unit 154 notifies the operator or the like of the abnormality (step S650). If there is no abnormality, the process returns to step S610.

以下、本開示に係るプラント監視システム及びプラント監視装置の望ましい実施形態についてまとめて説明する。 Below, we will summarize preferred embodiments of the plant monitoring system and plant monitoring device according to the present disclosure.

判定部は、電気計測信号及び動作信号のうち少なくともいずれか一方からプラントモードを推定し、複数のプラントのうち同様のプラントモードにある二つ以上のプラントの間で比較をする。 The determination unit estimates the plant mode from at least one of the electrical measurement signal and the operation signal, and compares two or more plants that are in the same plant mode among the multiple plants.

判定部は、計測された電気計測信号及び検出された動作信号のうち少なくともいずれか一方から実際のプラントのプラントモードを推定する。解析部は、プラントモードのシミュレーションをすることにより仮想のプラントを作成する。そして、判定部は、電気計測信号及び動作信号のうち少なくともいずれか一方について実際のプラントと仮想のプラントとの間で比較をし、当該信号の値の差が所定値以上である場合には、負荷回路、主要回路又は遮断器に異常があると判定する。 The determination unit estimates the plant mode of the actual plant from at least one of the measured electrical measurement signals and the detected operation signals. The analysis unit creates a virtual plant by simulating the plant mode. The determination unit then compares at least one of the electrical measurement signals and the operation signals between the actual plant and the virtual plant, and if the difference in the signal values is equal to or greater than a predetermined value, determines that there is an abnormality in the load circuit, main circuit, or breaker.

判定部は、負荷回路の通電順序及び負荷回路の電流の大きさのうち少なくとも一つの信号を基にして、プラントモードを推定する。 The determination unit estimates the plant mode based on at least one signal of the load circuit energization sequence and the magnitude of the current in the load circuit.

判定部は、二つ以上のプラントの間で電圧又は周波数の条件を揃えることにより比較をする。 The judgment unit makes the comparison by matching the voltage or frequency conditions between two or more plants.

負荷回路は、電動機を有し、判定部は、電流及び電圧の値から電動機のトルク又は滑りについて二つ以上のプラントの間で比較をし、トルク又は滑りの値の差が所定値未満である場合には、負荷回路は正常であると判定する。 The load circuit has an electric motor, and the judgment unit compares the torque or slip of the electric motor between two or more plants based on the current and voltage values, and judges that the load circuit is normal if the difference in the torque or slip value is less than a predetermined value.

なお、本開示に係るプラント監視システムによる監視の対象となる発電設備には、水力発電所、風力発電設備、太陽光発電設備、地熱発電所、原子力発電所等が含まれる。 The power generation facilities that are subject to monitoring by the plant monitoring system according to the present disclosure include hydroelectric power plants, wind power generation facilities, solar power generation facilities, geothermal power plants, nuclear power plants, etc.

100:プラント監視装置、101:第一の系統、102:第二の系統、103:接続母線、104:第一のプラント、105:第二のプラント、106:第三のプラント、107:第四のプラント、151:入力部、152:検知・判定部、153:解析部、154:出力部、160:記憶部、407:比較対象プラント。 100: plant monitoring device, 101: first system, 102: second system, 103: connecting bus, 104: first plant, 105: second plant, 106: third plant, 107: fourth plant, 151: input unit, 152: detection and judgment unit, 153: analysis unit, 154: output unit, 160: memory unit, 407: comparison target plant.

Claims (6)

複数のプラントに設置された負荷回路、主要回路及び遮断器のうち少なくとも一つを含むプラント設備の監視をするシステムであって、
信号受信部及び判定部を有する監視装置を備え、
前記負荷回路及び前記主要回路には、電気量計測器が設置され、
前記遮断器には、電気量計測器又は動作信号検出器が設置され、
前記信号受信部は、前記電気量計測器により計測される電流を含む電気計測信号、及び前記動作信号検出器により検出される前記遮断器の動作信号のうち少なくともいずれか一方を受信し、
前記判定部は、前記電気計測信号及び前記動作信号のうち少なくともいずれか一方について前記複数のプラントのうち二つ以上のプラントの間で比較をし、当該信号の値の差が所定値以上である場合には、前記負荷回路、前記主要回路又は前記遮断器に異常があると判定し、
前記判定部は、前記電気計測信号及び前記動作信号のうち少なくともいずれか一方からプラントモードを推定し、前記複数のプラントのうち同様のプラントモードにある二つ以上のプラントの間で前記比較をする、プラント監視システム。
A system for monitoring plant equipment including at least one of a load circuit, a main circuit, and a breaker installed in a plurality of plants, comprising:
A monitoring device having a signal receiving unit and a determination unit,
An electric quantity measuring instrument is installed in the load circuit and the main circuit,
The circuit breaker is provided with an electric quantity measuring device or an operation signal detector,
The signal receiving unit receives at least one of an electrical measurement signal including a current measured by the electrical quantity measuring device and an operation signal of the circuit breaker detected by the operation signal detector,
the determination unit compares at least one of the electrical measurement signal and the operation signal between two or more plants among the plurality of plants, and when a difference between values of the signals is equal to or greater than a predetermined value , determines that an abnormality exists in the load circuit, the main circuit, or the breaker;
The determination unit estimates a plant mode from at least one of the electrical measurement signal and the operation signal, and performs the comparison between two or more plants in the same plant mode among the multiple plants .
プラントに設置された負荷回路、主要回路及び遮断器のうち少なくとも一つを含むプラント設備の監視をするシステムであって、
信号受信部、判定部及び解析部を有する監視装置を備え、
前記負荷回路及び前記主要回路には、電気量計測器が設置され、
前記遮断器には、電気量計測器又は動作信号検出器が設置され、
前記信号受信部は、前記電気量計測器により計測された電流を含む電気計測信号、及び前記動作信号検出器により検出された前記遮断器の動作信号のうち少なくともいずれか一方を受信し、
前記判定部は、計測された前記電気計測信号及び検出された前記動作信号のうち少なくともいずれか一方から実際のプラントのプラントモードを推定し、
前記解析部は、前記プラントモードのシミュレーションをすることにより仮想のプラントを作成し、
前記判定部は、前記電気計測信号及び前記動作信号のうち少なくともいずれか一方について前記実際のプラントと前記仮想のプラントとの間で比較をし、当該信号の値の差が所定値以上である場合には、前記負荷回路、前記主要回路又は前記遮断器に異常があると判定する、プラント監視システム。
A system for monitoring plant equipment including at least one of a load circuit, a main circuit, and a breaker installed in a plant, comprising:
A monitoring device having a signal receiving unit, a determining unit, and an analyzing unit,
An electric quantity measuring instrument is installed in the load circuit and the main circuit,
The circuit breaker is provided with an electric quantity measuring device or an operation signal detector,
The signal receiving unit receives at least one of an electrical measurement signal including a current measured by the electrical quantity measuring device and an operation signal of the circuit breaker detected by the operation signal detector,
The determination unit estimates a plant mode of an actual plant from at least one of the measured electrical measurement signal and the detected operation signal,
the analysis unit creates a virtual plant by simulating the plant mode;
The judgment unit compares at least one of the electrical measurement signal and the operation signal between the actual plant and the virtual plant, and if a difference in the value of the signal is equal to or greater than a predetermined value, judges that an abnormality exists in the load circuit, the main circuit, or the breaker.
前記判定部は、前記負荷回路の通電順序及び前記負荷回路の電流の大きさのうち少なくとも一つの信号を基にして、前記プラントモードを推定する、請求項2記載のプラント監視システム。 3. The plant monitoring system according to claim 2 , wherein the determining unit estimates the plant mode based on at least one signal of a current supply sequence of the load circuits and a magnitude of a current in the load circuits. 前記判定部は、前記二つ以上のプラントの間で電圧又は周波数の条件を揃えることにより前記比較をする、請求項1記載のプラント監視システム。 The plant monitoring system of claim 1, wherein the determination unit performs the comparison by making the voltage or frequency conditions uniform between the two or more plants. 前記負荷回路は、電動機を有し、
前記判定部は、前記電流及び前記電圧の値から前記電動機のトルク又は滑りについて前記二つ以上のプラントの間で比較をし、前記トルク又は前記滑りの値の差が所定値未満である場合には、前記負荷回路は正常であると判定する、請求項記載のプラント監視システム。
The load circuit includes an electric motor.
5. The plant monitoring system according to claim 4, wherein the determination unit compares the torque or slip of the motor between the two or more plants from the current and voltage values, and determines that the load circuit is normal if a difference in the torque or slip value is less than a predetermined value.
複数のプラントに設置された負荷回路、主要回路及び遮断器のうち少なくとも一つを含むプラント設備の監視をする装置であって、
信号受信部と、
判定部と、を有し、
前記信号受信部は、前記負荷回路及び前記主要回路に設置された電気量計測器により計測される電流値を含む電気計測信号、並びに前記遮断器に設置された動作信号検出器により検出される前記遮断器の動作信号のうち少なくともいずれか一方を受信し、
前記判定部は、前記電気計測信号及び前記動作信号のうち少なくともいずれか一方について前記複数のプラントのうち二つ以上のプラントの間で比較をし、当該信号の値の差が所定値以上である場合には、前記負荷回路、前記主要回路又は前記遮断器に異常があると判定し、
前記判定部は、前記電気計測信号及び前記動作信号のうち少なくともいずれか一方からプラントモードを推定し、前記複数のプラントのうち同様のプラントモードにある二つ以上のプラントの間で前記比較をする、プラント監視装置。
An apparatus for monitoring plant equipment including at least one of a load circuit, a main circuit, and a breaker installed in a plurality of plants, comprising:
A signal receiving unit;
A determination unit,
the signal receiving unit receives at least one of an electrical measurement signal including a current value measured by an electrical quantity measuring device installed in the load circuit and the main circuit, and an operation signal of the circuit breaker detected by an operation signal detector installed in the circuit breaker;
the determination unit compares at least one of the electrical measurement signal and the operation signal between two or more plants among the plurality of plants, and when a difference between values of the signals is equal to or greater than a predetermined value , determines that an abnormality exists in the load circuit, the main circuit, or the breaker;
The determination unit estimates a plant mode from at least one of the electrical measurement signal and the operation signal, and performs the comparison between two or more plants in the same plant mode among the multiple plants .
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