技術開発ニュース No.170
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研 究 成 果
Results of Research Activities
電力保安通信ネットワークへのAPN技術適用に関する研究
Research on applying APN Technology to Electric Power Communication Network
オールフォトニクスネットワーク技術による送電線保護リレー通信システムの実現性
電力保安通信ネットワークは、電力設備の保護など電力安定供給のための重要な設備
であり、低遅延かつ高い信頼性が要求される。このネットワーク用途の一つである通
信要件が最も厳しい超高圧系の送電線保護リレー用通信システムを主な対象とし、AllPhotonics Network（APN）による実現性について検討した。
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背景および目的
3
執筆者
先端技術応用研究所
情報技術グループ
瀧本 隆
APNを構成する装置について
昨今、変電所システムにおいては通信機能の IP 化を伴う
APN は、通信区間を光信号のみで直結するもので、光波
ディジタル変電所の検討が進められており、様々なシステム
長合分波器、光スイッチ、光増幅器等から構成される。途
の IP 化が進むと共に通信容量も増大することが想定される。
中経路で電気⇔光変換を行わないため、途中区間での遅延
一方、光通信技術の進展は目覚ましく、通信区間を光信
が光ファイバ内の伝搬遅延のみである。さらに 1 波長を占
号のみで直結できる APN（オールフォトニクスネットワー
有する場合、100Gbps 超の大容量通信が可能である。
ク）技術が進展しており、これらの低遅延かつ大容量であ
遅延に関しては、光伝搬時間が支配的であり、光ファイ
る特性を生かしたシステムの高度化が期待されている。
バ区間においては約 5 μ秒 /km となる。今回検討に用いた
電力保安通信ネットワークを利用するシステムにおいて
A 社製の APN 装置の遅延は、中継ノードで約 1 μ秒 / 台、
は、超高圧系の送電線保護リレーシステムの通信要件が最
終端装置で約 15 μ秒 / 台である。例えば事業場間 100km
も厳しく、本報告では、これら用途への APN 適用を想定
（5 箇所・4 中継 ×20km、1 箇所の装置 1 台）の場合、遅延
し、その構成例や実現性および実現上の課題についての研
は約 533 μ秒であり、光ファイバ分の遅延が 500 μ秒と多
究結果を紹介する。
くを占める。
2
電力保安通信ネットワークの要件について
4
光ファイバによるネットワーク構成と
信頼度
電力保安通信ネットワークは、電気の需要と供給のバランス
無線区間の不稼働率は、2.0×10-7/km 程度で、これに対
をとるため、発電所などの出力調整や、電力設備をコントロー
し配電添架による光ケーブル伝送路の不稼働率 3.6×10-6/
ルするなどの、安定供給のための情報伝達に用いられる。ま
km 程度と低い。このため、伝送路を光ファイバで構成を
た設備故障が発生した場合に、電力設備を保護するため、故
する場合、2 ルートでは数十 km 程度までと距離制約が大き
障箇所の分離などの情報伝達にも用いられる。このため、これ
く、これ以上の距離で信頼度を満足させるためには 3 ルー
らの通信システムには、低遅延かつ高い信頼性が要求される。
ト構成が必要となる。また、遅延制約が約 4m 秒の場合、
特に送電線保護リレーシステムは、送電線故障などの事
最大距離は約 800km 以下となる必要がある。
故を速やかに検出し対象区間を切り離す、あるいは事故に
光ファイバネットワークは、線路障害や装置故障を考慮
よる電力系統への影響波及を局限化・防止することを目的
し、2 ルート構成が容易なループ状で事業場間を接続して
としたシステムである。このリレーシステムは、各電気所
いる形態が多い。これを踏まえ 3 ルートによるネットワー
から送電線へ流れる電流値を比較し、この電流に差分が生
ク構成モデルについて、第 1 図の構成例等で検討を行った。
じた場合に事故と判定し、遮断動作を行う。事故発生から
遮断までの一連の動作において、通信設備に配分される伝
送遅延時間は、超高圧系統では最大 4.2m 秒以下、リレー
システム全体での時間変動（ジッタ）の許容値は、最大
200 μ秒と規定されている。加えて、保護機能は停止さ
せることなくシステムを継続して運用することが必要であ
り、不稼働率 10-7 以下の高い信頼性が要求されている。
現状、これらは要件を満たすため、通信ルートにマイクロ
波多重無線を利用し、信頼度が高く、遅延やジッタの少ない
機器を用い、2 ルート2 系列によるシステムで構成している。
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技術開発ニュース 2026／No.170
第 1 図 光ファイバ 3 ルートモデル例
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