KR100987667B1 - Bidirectional electronic watt meter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양방향 전자식 전력량계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송전 및 수전 양방향의 누적 전력량뿐만 아니라 순간 소비되는 전력량을 실시간으로 표시할 수 있고, 각 동작환경의 특성에 따라 특화된 오차보정이 가능한 양방향 전자식 전력량계 에 관한 것이다.The present invention relates to a two-way electronic wattmeter, and more particularly, a bidirectional electronic wattmeter capable of displaying real-time power consumption as well as cumulative power amounts in both directions of transmission and reception, and allowing for specialized error correction according to the characteristics of each operating environment. It is about.
전력 공급회사는 시시각각으로 변동하는 전력수요에 대하여, 항상 공급력을 확보하여 수요와 공급 즉 송전량과 발전량의 밸런스를 유지하도록 하고 있다. 전력공급회사는 수요와 공급의 밸런스를 유지하기 위하여는, 예를 들면 다른 전력공급회사에서 송전을 받는 경우가 있다. 실제 부하의 증대에 수반하여 송전량이 크게 되고, 발전량과의 밸런스를 유지할 수 없게 되면, 다른 전력 공급회사에서 송전을 받아서, 전력부족을 보충한다. 특히 최근 태양광 발전, 풍력 발전, 조력 발전 등 대체 에너지 사용이 증대되고 있으며 이러한 경우 각각의 발전플랜트에 전력을 송전하기도 하고 이들로부터 전력을 수전하기도 한다. 이 경우 전력공급회사는 다른 전력공급회사의 발전 플랜트에서 전력을 수전하거나 반대로 송전하기도 한다. 이와 같은 전력 공급 회사간의 전력수급상태를 나타내는 전력 흐름 상태가 시시각각으로 변화하기 때문에 전력공급회사는 항상 그 상태를 검사하고 전력 흐름의 변화에 따라서 적절한 전력계통의 운용을 행한다.In response to the ever-changing demand for electricity, the power supply company always secures the supply power to maintain a balance between demand and supply, that is, power transmission and generation. In order to balance supply and demand, a power supply company may receive power from another power supply company, for example. If the amount of power transmission increases with the increase of the actual load and the balance with the amount of power generation cannot be maintained, the power supply is received by another power supply company to compensate for the power shortage. In particular, the use of alternative energy, such as solar power, wind power, tidal power, etc., is increasing recently. In this case, electric power is transmitted to and received from each power plant. In this case, the power supply company may receive power from other power supply plants or vice versa. Since the power flow state indicating the power supply and demand state between the power supply companies changes from time to time, the power supply company always checks the state and operates the appropriate power system in accordance with the change in the power flow.
한편, 적절한 전력계통의 운용을 위하여 정확하고 신속한 송전/ 수전의 양방향 전력 측정이 필요하다. 그러나, 종래 발명에 의한 전력량계는 단방향의 누적된 전력량만을 표시할 뿐이어서 송전 및 수전 양방향의 누적 전력량뿐만 아니라 순간 소비되는 전력량을 실시간으로 표시하는 전력량계가 필요하였고, 이에 따라 송수전 각각 별도의 전력량 계측기를 사용하고 있는 실정이었다. 따라서 송수전 전력량계측을 위하여 별도의 전력량 계측기를 사용함으로써 각 계측기별 오차로 인한 송수전량 계산상 분쟁이 있었으며, 별도의 계량기 설치에 따른 운용상 문제점이 상존하고 있는 실정이었다.On the other hand, in order to properly operate the power system it is necessary to accurately and quickly the power transmission / reception bi-directional power measurement. However, the conventional electricity meter only displays the accumulated amount of power in one direction, and thus requires an electricity meter displaying real-time amount of power consumed in real time as well as the accumulated amount of power in both the transmission and reception directions. I was using the situation. Therefore, there was a dispute in the calculation of power transmission amount due to the error of each instrument by using a separate power meter for the measurement of power transmission and transmission, and there existed problems in operation due to the installation of a separate meter.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 송전 및 수전 양방향의 합산과 차이에 대한 누적 전력량뿐만 아니라 순간 소비되는 전력량 등 각종 전압, 전류, 전력량을 실시간으로 표시하고, 각 동작환경의 특성에 따라 특화된 오차보정이 가능한 양방향 전자식 전력량계를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to display in real time the various amounts of voltage, current, power, such as the amount of power consumed at the moment as well as the cumulative amount of power for the sum and difference of the transmission and reception bi-directional In order to provide a bidirectional electronic electricity meter capable of error correction specialized according to the characteristics of each operating environment.
본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계는 전력선으로부터 전압, 전류 값에 각각 비례하는 전압 신호와 전류 신호를 검출하여 출력하는 신호검출부, 상기 신호검출부에서 출력된 전압 신호 및 전류 신호 값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부, 상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 이용하여 송전 전력, 수전 전력, 유효 전력 및 무효 전력을 포함한 데이타를 산출하는 계측부, 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 유효 전력을 포함한 데이타를 외부에 표시하기 위한 표시부, 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 유효 전력을 포함한 데이타를 저장하기 위한 제1메모리부, 제1메모리부에 저장된 데이타에 대하여 미리 설정된 오차 보정 정보를 저장하기 위한 제2메모리부, 상기 계측부의 데이타 산출을 위하여 데이타 표시 간격을 포함한 파라메터를 제어하며, 상기 계측부에서 산출된 데이타를 제2메모리부에 저장된 오차정보를 이용하여 오차를 보정하며, 보정된 데이타를 이용하여 송전 전력과 수전 전력의 차이를 연산하며, 보정된 데이타가 제1메모리부에 저장되도록 상기 제1메모리부를 제어하거나, 보정된 데이타가 상기 표시부를 통하여 외부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다.The bidirectional electronic electricity meter according to the present invention includes a signal detector for detecting and outputting a voltage signal and a current signal proportional to a voltage and a current value from a power line, and converting the voltage signal and current signal values output from the signal detector into digital signals. Measurement unit for calculating data including transmission power, power reception, active power, and reactive power by using the digital signal converted by the A / D conversion unit, voltage, current, transmission power, power reception power, instantaneous power Or a display unit for externally displaying data including active power, a first memory unit for storing data including voltage, current, transmission power, power reception, instantaneous power or active power, and data stored in the first memory unit. A second memory unit for storing preset error correction information, and a data display for calculating data of the measurement unit Control the parameters including the price, and correct the error using the error information stored in the second memory unit data calculated by the measuring unit, calculates the difference between the transmission power and the power receiving power using the corrected data, And a microcomputer for controlling the first memory unit so that data is stored in the first memory unit, or controlling the display unit so that the corrected data is displayed externally through the display unit.
본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서, 상기 계측부는, 급전선상의 수전분 또는 송전분 각각의 유효 전력량에 비례한 데이타를 출력하는 유효 전력/주파수 변환기, 상기 급전선의 전압에 대하여 90°위상 변환된 전압을 이용하여 위상 앞섬 또는 위상 지연 각각의 무효 전력량에 비례한 데이타를 출력하는 무효 전력/주파수 변환기, 상기 유효 전력/주파수 변환기에서 출력되는 데이타 및 상기 무효 전력/주파수 변환기에서 출력되는 데이타로부터 상기 무효 전력/주파수 변환기의 출력이 송전/위상 앞섬, 송전/위상 지연, 수전/위상 앞섬 또는 수전/위상 지연인지 구분하는 조류방향 판별수단, 상기 조류방향 판별수단의 출력에 따라 구별되는 무효 전력을 각각 계량하는 전력산출수단을 포함하여 구성된 것을 일 특징으로 한다.In the bidirectional electronic electricity meter according to the present invention, the measurement unit, an effective power / frequency converter for outputting data in proportion to the effective power amount of each of the power distribution unit or the transmission element on the feed line, the voltage converted by 90 ° phase with respect to the voltage of the feed line A reactive power / frequency converter for outputting data proportional to the amount of reactive power of each of the phase leading or phase delays, and the reactive power / from the data output from the active power / frequency converter and data output from the reactive power / frequency converter. Current flow direction discrimination means for discriminating whether the output of the frequency converter is the power transmission / phase lead, power transmission / phase delay, power supply / phase lead or power reception / phase delay, power to measure the reactive power distinguished according to the output of the current flow direction determination means Characterized in that it comprises a calculation means.
본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서, 상기 마이컴은, 특정 전류 값에 대하여 측정되는 전력의 오차 값을 조정치로 하여 상기 조정치를 일괄적으로 가감하여 보정하는 것을 다른 특징으로 한다.In the bidirectional electronic watt-hour meter according to the present invention, the microcomputer is further characterized by correcting by collectively adding or subtracting the adjustment value using an error value of power measured for a specific current value.
본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서, 상기 마이컴은, 각 전류구간마다 미리 설정된 전력의 오차 값을 조정치로 하여 각 구간마다 상기 조정치를 각각 가감하여 보정하는 것을 또 다른 특징으로 한다.In the bidirectional electronic watt-hour meter according to the present invention, the microcomputer is further characterized by correcting by adding or subtracting each of the adjustment values for each section using an error value of power preset in each current section.
본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서, 상기 마이컴은, 각 전류구간의 전류의 변화량 대 전력 오차의 변화량으로 부터 산출되는 연속 값을 조정치로 하여 상기 조정치를 일괄적으로 가감하여 보정하는 것을 또 다른 특징으로 한다.In the bidirectional electronic watt-hour meter according to the present invention, the microcomputer further adjusts the adjustment value collectively by adjusting the continuous value calculated from the change amount of the current versus the change in power error of each current section. It is done.
본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서, 상기 표시부를 통하여 출력되는 항목을 유선 또는 무선으로 외부로 출력할 수 있도록 구비된 유/무선 통신부, 상기 유/무선 통신부에 접속되어 송전 전력/수전 전력 및 유효 전력/무효 전력이 포함되는 실시간 전력/누적 전력을 저장할 수 있는 외부 저장수단이 더 포함된 것을 또 다른 특징으로 한다.In the bidirectional electronic electricity meter according to the present invention, a wired / wireless communication unit provided to output an item output through the display unit to the outside by wire or wirelessly, and is connected to the wired / wireless communication unit for transmission power / receiving power and active power. It is another feature that the external storage means for storing the real-time power / cumulative power including / reactive power is further included.
본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서, 상기 유/무선 통신부를 통하여 입력된 사용자 정의 오차 보정 값에 따라 상기 제2메모리부에 저장된 오차 보정 정보가 재설정될 수 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.In the bidirectional electronic electricity meter according to the present invention, the error correction information stored in the second memory unit may be reset according to a user-defined error correction value input through the wired / wireless communication unit.
또한, 수전 유효 전력량과 송전 유효 전력량을 합산하여 누적된 송전/수전 유효 전력량을 표시할 수 있어, 송전시 측정되는 전류구간 및 오차와 수전시 측정되는 전류구간 및 오차를 각각 보정한 후 송전/수전 전력량의 합산 누적치를 산출하므로 송전/수전 전력량 계산에서의 분쟁을 근본적으로 방지할 수 있다.In addition, it is possible to display the total amount of power transmission / receiving effective power by adding the power reception effective power and the transmission power effective amount, and correcting the current section and the error measured at the time of transmission and the current section and the error measured at the time of receiving power, respectively. By calculating the cumulative cumulative amount of power, it is possible to fundamentally prevent disputes in the calculation of power transmission and reception power.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에 따르면 동작환경의 특성에 따라 다양하게 특화된 전력의 오차보정을 함으로써 신속하고 정확한 전력 측정이 가능할 뿐만 아니라, 송전 전력/ 수전 전력 및 유효 전력/ 무효 전력을 외부로 표시하는 표시수단을 구비하여 적절한 전력 운용이 가능하며, 상기 송전 전력/ 수전 전력 및 유효 전력/ 무효 전력을 외부 통신 수단을 통하여 출력할 수 있어 스마트 그리드 시스템과 연계하여 효율적인 전력 운용이 가능하다.As described in detail above, according to the bidirectional electronic watt-hour meter according to the present invention, not only enables fast and accurate power measurement by performing error correction of various specialized powers according to the characteristics of the operating environment, but also power transmission / receiving power and active power / ineffectiveness. The display means for displaying the power to the outside is capable of proper power operation, and the power transmission / receive power and active power / reactive power can be output through external communication means, so that the efficient power operation in connection with the smart grid system is possible. It is possible.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 양방향 전자식 전력량계의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계의 계측부를 도시한 도면이다.
도 3은 예시적인 전류 변화량에 따른 전력량계의 오차특성곡선을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서 오차를 보정하는 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서 오차를 보정하는 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 5b는 도 5a의 오차 보정 정보를 예시한 표를 나타내는 도면이다.
도 6a는 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계에서 오차를 보정하는 또 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 6b는 도 6a의 벡터형식의 조정치를 산출하는 과정을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a structure of a bidirectional electronic watt hour meter according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a measurement unit of the two-way electronic electricity meter according to the present invention.
3 is a diagram illustrating an error characteristic curve of a wattmeter according to an exemplary current change amount.
4 is a diagram illustrating an embodiment of correcting an error in a bidirectional electronic wattmeter according to the present invention.
5A is a diagram illustrating another embodiment of correcting an error in a bidirectional electronic wattmeter according to the present invention.
FIG. 5B is a diagram illustrating a table illustrating error correction information of FIG. 5A.
6A is a diagram illustrating another embodiment of correcting an error in a bidirectional electronic wattmeter according to the present invention.
FIG. 6B is a diagram illustrating a process of calculating the adjustment value in the vector format of FIG. 6A.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 양방향 전자식 전력량계(10)의 구조를 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이 양방향 전자식 전력량계(10)는 전력선으로부터 전압, 전류 값에 각각 비례하는 전압 신호와 전류 신호를 검출하여 출력하는 신호검출부(100), 신호검출부(100)에서 출력된 전압 신호 및 전류 신호 값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(200), A/D 변환부(200)에서 변환된 디지털 신호를 이용하여 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 유효 전력 등을 포함한 전력데이타를 산출하는 계측부(300), 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 유효 전력 등을 포함한 전력데이타 중 하나 이상을 외부에 표시하기 위한 표시부(700), 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 유효 전력 등을 포함한 전력데이타를 저장하기 위한 제1메모리부(500), 제1메모리부에 저장된 데이타의 오차 보정 정보를 저장하기 위한 제2메모리부(600), 계측부(300)의 데이타 산출을 위하여 데이타 표시 간격을 포함한 파라메터를 제어하며, 상기 계측부에서 산출된 데이타를 제2메모리부에 저장된 오차정보를 이용하여 오차를 보정하며, 보정된 데이타가 제1메모리부에 저장되도록 제어하거나, 보정된 데이타가 상기 표시부를 통하여 외부에 표시되도록 제어하는 마이컴(400)을 포함하여 구성된다. 여기서 전력데이타란 상기 계측부를 통하여 산출될 수 있는 모든 데이타를 의미하며, 전압, 전류, 전압 또는 전류의 위상, 전압 또는 전류의 주파수, 순간 전력, 누적 전력, 유효 전력, 무효 전력, 최대 전력, 최소 전력, 송전전력량 또는 수전전력량의 적산전력량, 송전전력량 또는 수전전력량의 적산전력량을 합산 또는 차이를 누적한 적산전력량 등을 포함한 전력을 산출 하는 데 필요한 모든 데이타 및 산출된 전력 데이타를 의미한다. 상기에서 전력데이타에 열거 되지 아니한 측정된 전력데이타가 있을 수 있으나 당업자의 필요에 의하여 추가될 수 있음은 물론이며, 또한 상기 전력데이터에 대하여 표시항목을 설정하여 선택·조정할 수 있다.1 is a diagram illustrating a structure of a bidirectional electronic watt hour meter 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the bidirectional electronic wattmeter 10 detects and outputs a voltage signal and a current signal proportional to voltage and current values from a power line, respectively, and a voltage signal output from the
신호검출부(100)는 전력선으로부터 전압 및 전류에 각각 비례하는 전압 신호 및 전류 신호를 받는 전압신호 검출부(110)와 전류신호 검출부(120)로 구성된다. 즉, 전압신호 검출부(110)는 전력선으로부터 전압을 입력받아 전력량계에서 측정가능한 범위로 전압을 강압하여 전력선의 전압에 비례하는 전압신호를 출력한다. 전류신호 검출부(120)도 상기 전압신호 검출부(110)와 마찬가지로 전력선의 전류에 비례하는 전류신호를 출력한다.The
A/D(Analog/Digital) 변환부(200)는 전압 A/D 변환부(210)와 전류 A/D 변환부(220)로 구성되며 각각 상기 전압신호 검출부(110)와 전류신호 검출부(120)로 부터 받은 신호를 디지털 신호로 변환한다. 전압신호 검출부(110)와 전류신호 검출부(120)의 구체적인 동작원리는 공지 기술이므로 구체적인 설시는 생략한다.
A / D (Analog / Digital)
계측부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 급전선상의 수전분 또는 송전분 각각의 유효 전력량에 비례한 데이타를 출력하는 유효전력/주파수 변환수단(310), 상기 급전선의 전압에 대하여 90°위상 변환된 전압을 이용하여 위상 앞섬 또는 위상 지연 각각의 무효 전력량에 비례한 데이타를 출력하는 무효 전력/주파수 변환수단(320), 전압 A/D 변환부(210)의 위상을 90°변환하는 위상변환수단(330), 유효 전력/주파수 변환기에서 출력되는 데이타 및 상기 무효 전력/주파수 변환기에서 출력되는 데이타로부터 상기 무효 전력/주파수 변환기의 출력이 송전/위상 앞섬, 송전/위상 지연, 수전/위상 앞섬 또는 수전/위상 지연인지 구분하는 조류방향 판별수단(340), 상기 조류방향 판별수단의 출력에 따라 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 및 유효 전력을 포함한 데이타를 산출하는 전력산출수단(340) 및 조류방향 판별수단의 출력에 따라 구별되는 전력을 산출하는 전력산출수단(350)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the
유효전력/주파수 변환수단(310)은 전압 A/D 변환부(210) 및 전류 A/D 변환부(220)를 통하여 각각 디지털로 변환되어 출력되는 전압과 전류를 곱하여 전력 값을 산출하여 조류방향 판별수단(340)으로 전달한다.The active power / frequency converting means 310 multiplies the voltage and the current which are digitally converted and output through the voltage A /
무효전력/주파수 변환수단(320)은 위상변환수단(330)를 이용하여 전압 A/D 변환부(210)의 전압을 90°위상 변환한 디지털로 변환된 값인 전압과 전류 A/D 변환부(220)를 통하여 출력된 디지털로 변환된 값인 전류를 곱하여 전력 값을 산출하여 조류방향 판별수단(340)으로 전달한다.The reactive power /
조류방향 판별수단(340)은 유효전력/주파수 변환수단(310)과 무효전력/주파수 변환수단(320)의 출력을 받아 송전/수전 전력 여부와 무효전력과 유효전력의 양을 판별할 수 있다. 이의 자세한 원리는 일본등록특허 제3544466호에 기술되어 있으므로 자세한 설명은 생략한다.The flow direction determining means 340 may receive the output of the active power / frequency conversion means 310 and the reactive power / frequency conversion means 320 to determine whether the transmission / reception power and the amount of reactive power and active power. Since the detailed principle thereof is described in Japanese Patent No. 3544466, detailed description thereof will be omitted.
전력산출수단(350)은 상기 조류방향 판별수단(340)으로부터 판별된 유효전력과 무효전력, 송전/수전 전력 값을 받아 실시간 또는 누적 전력을 산출한다. 누적 전력을 산출하기 위하여 내부에 버퍼 또는 메모리가 더 포함될 수 있다. 또한, 전력 산출 수단은 유효전력, 무효전력, 송전 전력 및 수전 전력 값을 각각 구분하여 별도 산출할 수 있으며 별도 산출된 값은 후술할 마이컴(400)으로 전달되어 오차보정과정을 거쳐 제1메모리부(500)에 저장될 수 있다.
The power calculating means 350 calculates real-time or cumulative power by receiving active power, reactive power, and transmission / receiving power values determined from the flow direction determination means 340. A buffer or memory may be further included therein to calculate the cumulative power. In addition, the power calculation means may separately calculate the active power, reactive power, transmission power and power reception power value separately, and the separately calculated value is transferred to the
마이컴(400)은 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계(10)의 각종 파라메터를 제어한다. 즉, 계측부(300)의 데이타 표시 간격을 제어하며, 데이타 측정상 발생할 수 있는 오차를 보정할 수 있다. 오차의 보정은 제1메모리부(500)에 저장되어 있는 실측 전압,실측 전류 및 각종 실측 전력 정보를 제2메모리부(600)에 저장된 오차 보정 정보와 비교하여 상기 실측치에 대한 조정치를 산출하여 상기 실측치에 조정치를 가감하는 방식으로 이루어 진다.The
도 3은 예시적인 전류 변화량에 따른 전력량계의 오차특성곡선을 나타내는 도면이다. 가로축은 부하전류에 따른 동작조건을 의미하며 세로축은 A/D 변환부(200)로부터 측정된 전류에 따라 계산된 전력 값과 실제 측정된 전력 값과의 오차(도면에서는 Offset으로 도시)를 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 오차는 A/D 변환부(200)로부터 측정된 전류의 전 구간에 존재한다. 구체적인 오차의 보정 방법은 하기와 같다.3 is a diagram illustrating an error characteristic curve of a wattmeter according to an exemplary current change amount. The horizontal axis represents an operating condition according to the load current, and the vertical axis represents an error (shown as an offset in the drawing) between the power value calculated according to the current measured from the A /
오차를 보정하는 첫 번째 실시 예로, 도 4에 도시된 바와 같이 데이타의 오차를 일괄적으로 보정하는 방법이 있다. 즉, 특정 동작조건에 대하여 측정되는 전력의 오차 값을 조정치로 하여 상기 조정치를 일괄적으로 가감하여 보정 하는 것이다. 특정 동작조건은 사용자에 의하여 임의 설정되거나 별도의 표준 규칙에 따라 설정될 수 있다. 이 실시 예에 따르면 전력의 측정 및 측정된 전력의 오차보정 속도가 빠르다. 이러한 실시 예는 특정 동작 환경하에서 전력량계가 동작하는 경우에 사용될 수 있다.As a first example of correcting an error, there is a method of collectively correcting an error of data as illustrated in FIG. 4. In other words, by adjusting the error value of the power measured for a specific operating condition as an adjustment value, the adjustment value is collectively added or subtracted and corrected. Specific operating conditions may be arbitrarily set by a user or may be set according to a separate standard rule. According to this embodiment, the measurement of power and the error correction speed of the measured power are fast. Such an embodiment may be used when the electricity meter operates under a specific operating environment.
두 번째 실시 예로, 도 5a에 도시된 바와 같이 부하전류로 나타나는 다양한 동작조건마다 전력의 오차 값이 미리 설정된 데이타 테이블을 이용하여 보정하는 방법이 있다. 데이타 테이블의 예시는 도 5b에 도시되어 있으며 이러한 오차 보정 데이타는 반복된 실험에 의하여 산출될 수 있다.As a second embodiment, as shown in FIG. 5A, there is a method of correcting an error value of power using a preset data table for various operating conditions represented by a load current. An example of a data table is shown in FIG. 5B and such error correction data can be calculated by repeated experiments.
도 5b의 적용구간은 전류를 기준으로 한 것이며 a, b, c, d, e등은 부하전류를 의미하며 이는 각각의 동작조건을 의미한다. 단위는 별도로 지정되지 않으며 일반 상수 값을 취하거나 마이컴(400)에서 인지하는 수치가 될 수 있다. The application section of FIG. 5B is based on current, and a, b, c, d, e, etc. refer to a load current, which means respective operating conditions. The unit is not specified separately and may take a general constant value or may be a numerical value recognized by the
전류 구간에 따른 전력의 송전시 오차 조정치(도면에서는 Offset으로 도시)는 전류범위별 오차 데이타는 양방향 전자식 전력량계와 전력량계의 오차보정에 사용되는 표준 전력량계와의 비교를 통하여 얻어질 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 a-b, b-c, c-d, d-e 구간에서 각각 A, B, C, D이며, 수전시 오차 조정치(도면에서는 Offset으로 도시)는 a-b, b-c, c-d, d-e 구간에서 각각 A??, B??, C??, D??이며 단위는 별도로 지정되지 않으며 일반 상수 값을 취하거나 마이컴(400)에서 인지하는 수치가 될 수 있다. 즉, 수전시 전류 값이 a-b구간의 값을 가지면 오차가 A'이므로 마이컴(400)은 계측부(300)에서 측정된 유효전력량 값에 오차 A'만큼 보정하여 제1메모리부(500)에 저장하고 수전시 유효 전력량을 표시부(700)에 표시하게 되고 아울러 송수전 전력량 합산 표시부에 실시간으로 보정된 값을 반영하여 연산부 표시부에 표시하게 된다. 이러한 과정은 송수전 모두에 적용되며 유효전력 산출과정뿐만 아니라 다른 유형의 전력 값 산출과정에도 적용할 수 있음은 물론이다. 이 실시 예에 따르면 측정횟수를 조정하여 계량기의 정밀도를 확보할 수 있으며 송수전 전력의 크기가 상이하여도 안정적인 정밀도를 확보할 수 있는 장점이 있다. The error adjustment value (shown as Offset in the drawing) when the power is transmitted according to the current section can be obtained by comparing the error data for each current range with the standard electricity meter used for the error correction of the bidirectional electronic electricity meter and the electricity meter. In an embodiment of the present invention, A, B, C, and D are A, B, C, and D in the sections AB, bc, cd and de, respectively. ?, B ??, C ??, D ?? and the unit is not specified separately and may take a general constant value or may be a numerical value recognized by the
세 번째 실시 예로, 도 6a에 도시된 바와 같이 벡터방식으로 데이타를 보정하는 방법이 있다. 벡터의 계산은 도 6b에 나타나 있으며, 도 6a의 a-b구간을 예시적으로 설명하면, 상기 구간의 부하전류의 변화량 대 전력 오차의 변화량으로부터 산출되는 벡터유형의 조정치가 산출될 수 있다. 벡터유형의 조정치가 산출되면 각 부하전류 구간에서는 산출된 벡터형식의 조정치를 가감하여 보정된 전력데이타가 산출될 수 있다. 이러한 실시 예를 사용하면 비교적 적은 측정횟수로 높은 데이타의 신뢰성을 확보할 수 있다. 이러한 실시 예는 계량기의 특성에 일정한 경향성을 보이고 양방향 전자식 전력량계 설치 후 환경변화가 크지 않은 경우 이용될 수 있다.As a third embodiment, there is a method of correcting data in a vector manner as shown in FIG. 6A. The calculation of the vector is shown in FIG. 6B, and when the section a-b of FIG. 6A is exemplarily described, an adjustment value of the vector type calculated from the change amount of the load current versus the change amount of the power error in the section may be calculated. When the adjustment value of the vector type is calculated, the corrected power data may be calculated by adding or subtracting the calculated adjustment value of the vector type in each load current section. Using this embodiment, it is possible to secure high data reliability with a relatively small number of measurements. Such an embodiment may be used when there is a certain tendency in the characteristics of the meter and the environmental change is not large after the installation of the bidirectional electronic electricity meter.
한편, 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계는 측정된 전압신호 및 전류신호를 별도의 가공 없이 그대로 디지털 신호로 변환을 하므로 변환된 디지털 신호의 보정 역시 디지털로 가능하므로 보정 속도가 빠르다. 특히 송전 전력과 수전전력의 차가 크고 전류 변화가 많은 경우 송수전 전력 각각의 오차를 보정하여 이를 합산하여 누적 송수전 차감 전력을 표시함으로써 송수전 전력의 계측 오차에 대한 분쟁을 조기에 예방할 수 있다.
On the other hand, the bidirectional electronic watt-hour meter according to the present invention converts the measured voltage signal and current signal into a digital signal as it is without additional processing, so that the correction of the converted digital signal is also possible digitally, so the correction speed is fast. In particular, when the difference between the transmission power and the receiving power is large and there is a large current change, the error of the measurement of the transmission power can be prevented early by correcting the error of each power transmission and summing and displaying the cumulative transmission power.
표시부(700)는 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계(10)에 의하여 측정된 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 특정 시점까지의 누적 전력을 표시하며, 추가적으로 외부통신 상태, 회로차단 여부, 전력사용량 및 배터리 상태 등을 표시할 수 있다. 또한 누적 전력량뿐만 아니라 순간적으로 소비되는 전력량을 실시간으로 표시할 수도 있을 뿐만 아니라, 시간대 별로 외부에서 공급받는 수전 전력량과 자가 발전을 통해서 외부로 공급되는 송전 전력량을 합산하여 증감형식으로 전력량을 표기할 수 있어 시간대별 전력수요에 관한 정확한 전력량을 모니터링 할 수 있다.
The
한편, 본 발명에 따른 양방향 전자식 전력량계(10)는 상기 표시부(700)를 통하여 출력되는 항목을 외부 단말기(도면 미도시)를 통하여 출력할 수 있게 해주는 유/무선 통신부(800)를 더 포함할 수 있다. 유/무선 통신부(800)에는 유선 통신 수단과 무선 통신 수단이 포함되며 유선 통신 수단으로 RS-232/485, DCPLC, PLC, NFC등이 이용될 수 있으며, 무선 통신 수단으로 WiFi, Zigbee, Bluetooth, CDMA/GSM, 3G, LTE으로 이용될 수 있다. On the other hand, the bi-directional electronic electricity meter 10 according to the present invention may further include a wired /
또한, 유무선으로 수집된 양방향 전자식 전력량계(10)의 정보는 스마트 그리드 시스템의 일부로서 외부 모니터링 시스템과 연동될 수 있으며, 상기 유/무선 통신수단에 별도의 외부 저장수단을 지원하여 실시간 및 누적 전력 사용 정보가 동시에 저장될 수 있다. 전력 사용 정보로는 상기에서 언급한 송전 전력/수전 전력, 유효 전력/ 무효 전력 등이 표시될 수 있다.In addition, the information of the two-way electronic electricity meter 10 collected by wired or wireless may be linked with an external monitoring system as part of a smart grid system, and real-time and cumulative power usage by supporting a separate external storage means for the wired / wireless communication means. Information can be stored at the same time. As the power usage information, the aforementioned transmission power / receive power, active power / reactive power, and the like may be displayed.
또한, 양방향 전자식 전력량계(10)는 유/무선 통신부(800)를 통하여 입력된 사용자 정의 오차 보정 값에 따라 상기 제2메모리부(600)에 저장된 오차 보정 정보를 재설정될 수 있는 것을 특징으로 한다. In addition, the bidirectional electronic watt hour meter 10 may reset error correction information stored in the
일 실시 예로 상기 재설정될 수 있는 오차 보정 값은 양방향 전자식 전력량계(10)의 전압신호 검출부(110) 및 전류신호 검출부(120)의 사용 기간이 증가함에 따라 특성이 변화되어 실측치에 오차가 발생하는 열화보정 값일 수 있다.As an example, the error correction value that may be reset may be changed as characteristics of the
여기서 열화 보정이라 함은 전압신호 검출부(110) 및 전류신호 검출부(120)의 사용 기간이 증가함에 따라 특성이 변화(열화)되어 입력 신호가 초기에 설정된 값과 상이하게 되어 초기 설정 값으로 보정 하는 것을 의미한다.Herein, the degradation correction means that the characteristics of the
열화보정 값은 제조사에서 반복적인 실험을 통하여 산출될 수 있으며, 양방향 전자식 전력량계(10)의 사용된 기간에 따라 그 보정 값이 달리 산출될 수 있다. 산출된 열화보정 값은 유/무선 통신부(800)를 통하여 입력될 수 있다. 유/무선 통신부(800)을 통하여 산출된 열화보정 값이 입력되는 방법으로는 널리 알려진 공지기술이 활용될 수 있다. The deterioration correction value may be calculated through repeated experiments at the manufacturer, and the correction value may be calculated differently according to the used period of the bidirectional electronic wattmeter 10. The calculated degradation compensation value may be input through the wired /
입력된 열화보정 값은 마이컴(400)으로 전달되어 마이컴(400)에서 제2메모리부(600)에 저장된 오차 보정 값을 재설정하는 데 이용된다. 오차 보정 값이 재설정되면, 제2메모리부(600)에 재설정된 오차 보정 값이 다시 저장된다. 재설정된 오차 보정 값 및 오차 보정 정보는 표시부(700)을 통하여 확인할 수 있다. The input deterioration correction value is transferred to the
다수의 양방향 전자식 전력량계(10)의 오차 보정 값 재설정은 설치된 모든 양방향 전자식 전력량계(10)에 대하여 수행될 수 있고, 특정 지역에 설치된 양방향 전자식 전력량계(10)에 대하여 수행될 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 양방향 전자식 전력량계(10)마다 개별적으로 수행될 수도 있다.
The error correction value reset of the plurality of bidirectional electronic wattmeters 10 may be performed for all installed bidirectional electronic wattmeters 10, and may be performed for each bidirectional electronic wattmeter 10 installed in a specific region, as well as for each It may be performed separately for each bidirectional electronic watt hour meter 10.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예 에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.In the above description of the preferred embodiment of the present invention by way of example, the scope of the present invention is not limited to this specific embodiment, and those skilled in the art within the scope of the claims of the present invention Changes may be made as appropriate.
10: 전자식 전력량계 100: 신호검출부
110: 전압신호 검출부 120: 전류신호 검출부
200: A/D 변환부 210: 전압 A/D 변환부
220: 전류 A/D 변환부 300: 계측부
310: 유효전력/주파수 변환수단 320: 무효전력/주파수 변환수단
330: 위상변환수단 340: 조류방향 판별수단
350: 전력산출수단 400: 마이컴
500: 제1메모리부 600: 제2메모리부
700: 표시부 800: 유/무선 통신부10: electronic power meter 100: signal detector
110: voltage signal detector 120: current signal detector
200: A / D converter 210: voltage A / D converter
220: current A / D conversion unit 300: measurement unit
310: active power / frequency converting means 320: reactive power / frequency converting means
330: phase shift means 340: flow direction determination means
350: power calculation means 400: microcomputer
500: first memory unit 600: second memory unit
700: display unit 800: wired / wireless communication unit
Claims (8)
상기 신호검출부에서 출력된 전압 신호 및 전류 신호 값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부;
상기 A/D 변환부에서 변환된 디지탈 신호를 이용하여 전력 데이타를 산출하는 계측부;
계측부에서 산출된 전력데이타를 표시하기 위한 표시부;
계측부에서 산출된 전력데이타를 저장하기 위한 제1메모리부;
제1메모리부에 저장된 전력 데이타에 대한 오차 보정 정보를 저장하기 위한 제2메모리부;
상기 계측부에서 산출된 전력데이타를 제2메모리부에 저장된 오차정보를 이용하여 상기 전력데이타에 대하여 오차를 보정하며, 상기 보정된 전력데이타 중 송전 전력량 및 수전 전력량에 대하여 그 차이를 산출하며, 상기 보정된 전력데이타가 제1메모리부에 저장되도록 상기 제1메모리부를 제어하고, 상기 보정된 전력 데이타가 상기 표시부를 통하여 외부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 마이컴;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.
A signal detector for detecting and outputting a voltage signal and a current signal proportional to the voltage and current values, respectively, from the power line;
An A / D converter converting the voltage signal and the current signal output from the signal detector into a digital signal;
A measuring unit calculating power data using the digital signal converted by the A / D converter;
A display unit for displaying the power data calculated by the measurement unit;
A first memory unit for storing the power data calculated by the measurement unit;
A second memory unit for storing error correction information on power data stored in the first memory unit;
The error data is corrected with respect to the power data using the error data stored in the second memory unit based on the power data calculated by the measuring unit, and the difference is calculated with respect to the amount of power transmission and reception power among the corrected power data. A microcomputer controlling the first memory unit to store the corrected power data in a first memory unit, and controlling the display unit to display the corrected power data externally through the display unit;
Two-way electronic electricity meter, comprising a.
상기 마이컴은,
상기 보정된 전력데이타를 이용하여 송전전력 적산량과 수전전력 적산량의 차이를 합산한 전력량을 산출하고, 상기 산출된 송전전력 적산량과 수전전력 적산량의 차이가 상기 표시부를 통하여 외부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.The method of claim 1,
The microcomputer,
The amount of power obtained by summing the difference between the total amount of power transmission power and the total amount of power receiving power is calculated using the corrected power data, and the difference between the calculated total amount of power transmission power and the total amount of power receiving power is displayed externally through the display unit. And a bidirectional electronic watt-hour meter for controlling the display unit.
상기 계측부는,
급전선상의 수전분 또는 송전분 각각의 유효 전력량에 비례한 데이타를 출력하는 유효 전력/주파수 변환기;
상기 급전선의 전압에 대하여 90°위상 변환된 전압을 이용하여 위상 앞섬 또는 위상 지연 각각의 무효 전력량에 비례한 데이타를 출력하는 무효 전력/주파수 변환기;
상기 유효 전력/주파수 변환기에서 출력되는 데이타 및 상기 무효 전력/주파수 변환기에서 출력되는 데이타로부터 상기 무효 전력/주파수 변환기의 출력이 송전/위상 앞섬, 송전/위상 지연, 수전/위상 앞섬 또는 수전/위상 지연인지 구분하는 조류방향 판별수단;
상기 조류방향 판별수단의 출력에 따라 구별되는 무효 전력을 각각 계량하는 전력산출수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.
The method of claim 2,
The measurement unit,
An active power / frequency converter for outputting data proportional to the amount of active power of each of the power distribution element and the transmission element on the feed line;
A reactive power / frequency converter for outputting data proportional to the amount of reactive power of each of the phase leading or phase delay using a voltage 90 ° phase-converted with respect to the voltage of the feeder;
From the data output from the active power / frequency converter and the data output from the reactive power / frequency converter, the output of the reactive power / frequency converter is transmitted / phase leading, power transmitting / phase delaying, power receiving / phase leading, or power receiving / phase delaying. Bird direction discrimination means for discriminating recognition;
Power calculation means for respectively metering reactive power distinguished according to the output of the flow direction discrimination means;
Two-way electronic electricity meter, characterized in that configured to include.
상기 마이컴은,
특정 전류 값에 대하여 측정되는 전력의 오차 값을 조정치로 하여 상기 조정치를 일괄적으로 가감하여 보정하는 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The microcomputer,
A bidirectional electronic watt-hour meter, characterized in that by adjusting the error value of the power measured with respect to a specific current value as a adjustment value collectively.
상기 마이컴은,
각 전류구간마다 미리 설정된 전력의 오차 값을 조정치로 하여 각 구간마다 상기 조정치를 각각 가감하여 보정하는 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The microcomputer,
The bidirectional electronic watt-hour meter, characterized in that the correction value is added or subtracted for each section by adjusting the error value of the preset power for each current section.
상기 마이컴은,
각 전류구간의 전류의 변화량 대 전력 오차의 변화량으로 부터 산출되는 연속 값을 조정치로 하여 상기 조정치를 일괄적으로 가감하여 보정하는 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The microcomputer,
A bidirectional electronic watt-hour meter, characterized in that the adjustment value is collectively added or subtracted using a continuous value calculated from a change amount of current versus a change in power error of each current section.
상기 표시부를 통하여 출력되는 항목을 유선 또는 무선으로 외부로 출력할 수 있도록 구비된 유/무선 통신부;
상기 유/무선 통신부에 접속되어 송전 전력/수전 전력 및 유효 전력/무효 전력이 포함되는 실시간 전력/누적 전력을 저장할 수 있는 외부 저장수단;
이 더 포함된 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A wired / wireless communication unit provided to output an item output through the display unit to the outside in a wired or wireless manner;
External storage means connected to the wired / wireless communication unit to store real-time power / cumulative power including transmission power / receiving power and active power / reactive power;
Two-way electronic wattmeter characterized in that it further comprises.
상기 유/무선 통신부를 통하여 입력된 사용자 정의 오차 보정 값에 따라 상기 제2메모리부에 저장된 오차 보정 정보가 재설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 양방향 전자식 전력량계.The method of claim 7, wherein
And the error correction information stored in the second memory unit may be reset according to a user-defined error correction value input through the wired / wireless communication unit.
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