KR20230076630A - Digital power meter capable of culculating aberration correction value - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계에 관한 것이다. 본 발명은 상기 전압센서와 상기 전류센서로부터 생성되는 전력량의 계산 및 계측된 데이터를 저장하며, 상기 계측된 데이터를 모니터링하여 자체 설정된 주기에 따라 데이터를 상시 외부에 전송하는 MCU와 상기 MCU의 계측된 데이터와 오차정밀도를 모니터링하여 상기 전력량계와의 오차를 비교하여 오차가 발생하면, 상기 MCU에 필요한 오차 보정값을 통보하는 계량 IC로 구성된다. 또한, 상기 MCU를 모니터링하여 오차가 틀어졌을 때, 상위서버로 알람을 띄워주는 역할도 하는 것이다.
본 발명은 전력량계의 내부에 있는 MCU에 대한 모니터링을 하고 오차보정값을 계산하기 위한 계량 IC를 내장하여, 상기 MCU의 오차 정밀도를 판단하며, 오차가 발생하면 상기 계량 IC를 활용하여 오차보정값을 계산하여, 상위 서버에서 오차보정값의 변경을 통보하도록 하여, 전력 계측의 데이터 신뢰도를 높여 공정한 전력거래 환경을 구축하고, 효율적인 업무 처리를 통해 전체적인 운용 비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다. The present invention relates to a power meter capable of calculating an error correction value. The present invention is an MCU that stores the calculated and measured data of the amount of power generated from the voltage sensor and the current sensor, monitors the measured data, and transmits the data to the outside at all times according to a self-set cycle, and the measured data of the MCU It is composed of a metering IC that monitors data and error precision, compares the error with the watt-hour meter, and notifies the MCU of an error correction value when an error occurs. In addition, it also serves to raise an alarm to the upper server when an error is detected by monitoring the MCU.
The present invention monitors the MCU inside the watt-hour meter and embeds a metering IC for calculating an error correction value, determines the error precision of the MCU, and if an error occurs, the error correction value is calculated using the metering IC. By calculating and notifying the change of the error correction value in the upper server, there is an effect of establishing a fair electricity trading environment by increasing the data reliability of power measurement and reducing overall operating costs through efficient business processing.
Description
본 발명은 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 MCU와 상기 MCU를 모니터링하고, 최적의 오차보정값을 계산하는 계량 IC를 전력량계에 내장하여 상위 시스템에서 오차보정값을 통보받아 적절한 조치를 할수 있는 전력량계에 관한 것이다. The present invention relates to a watt-hour meter capable of calculating an error correction value, and more particularly, by incorporating an MCU and a metering IC that monitors the MCU and calculates an optimal error correction value, and receives notification of the error correction value from a higher-level system. It is about a power meter that can take appropriate measures.
단상 또는 삼상 전자식 전력량계의 오차 정밀도는 전력량계의 전류/전압 센서, 전자부품 등의 성능에 따라 각각 다른 오차 정밀도를 가진다. 현재 전자식 전력량계의 오차 정밀도는 생산과정에서 기준기(Standard Meter)가 있는 오차 시험기를 통해 오차 정밀도를 시험하고 조정(Calibration)한 후, 출고된다. 또한 전력량계의 배터리 이상, 과/저 전압, 전압 결상 등의 기기 이상을 판단할 수 있는 자기진단 기능은 펌웨어의 설계에 따라 수행 가능 여부가 나뉘게 된다.The error accuracy of a single-phase or three-phase electronic watt-hour meter has different error accuracy depending on the performance of the current/voltage sensor and electronic parts of the watt-hour meter. Currently, the error accuracy of the electronic watt-hour meter is released after testing and calibration through an error tester with a standard meter in the production process. In addition, the self-diagnosis function that can determine device failures such as battery failure, over/under voltage, voltage phase loss, etc. of the watt-hour meter depends on the design of the firmware.
전력량계의 제품 수명은 보통 7~ 13년 정도인데, 설치 후 센서 이상, 계측 소자 불량, 경년 변화 및 노이즈와 같은 제품 성능에 영향을 줄 수 있는 외부 요인 등으로 인해 전압/전류/위상 등을 잘못 계측하여 제품 사용 기간 동안 오차 정밀도에 문제가 생기는 경우가 종종 발생한다.The lifespan of a watt-hour meter is usually 7 to 13 years. After installation, voltage/current/phase are measured incorrectly due to external factors that can affect product performance, such as sensor failure, measurement device failure, secular change, and noise. As a result, problems with error accuracy often occur during the product use period.
전력량계가 오차 정밀도에 문제가 생기는 경우 계기 고장, 검침 착오 등으로 수용가의 전기요금 계산에 있어 과소, 과다 청구문제가 발생할 수 있고, 이는 전기 계량에 대한 신뢰성과 공공성이 훼손되고 고객 만족도 하락 및 공정한 전력거래 환경구축에 악영향을 끼치기 때문에 전력회사는 오차 정밀도 불량 문제가 발생하지 않도록 민감하게 관리하고 있다.If the watt-hour meter has a problem with error precision, problems such as meter failure or meter reading errors may cause consumers to under-charge or over-charge, which damages the reliability and publicity of electricity metering, lowers customer satisfaction, and Because it adversely affects the establishment of a trading environment, power companies are sensitively managing errors and precision defects to prevent them from occurring.
전력회사는 이런 오차 정밀도 불량 문제를 최소화하기 위해 전담인력을 배치하여 순회 또는 특별 점검 등을 통해 현장에서 전력량계 오차 시험기 등을 활용해 오차 정밀도를 확인하고 있는데, 이러한 방법은 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있어 왔다.In order to minimize this error precision problem, electric power companies are checking the error precision by using a watt-hour meter error tester at the site through tours or special inspections by deploying dedicated personnel. This method is time-consuming and costly. there has been a problem
그리고, 정확한 오차 보정값을 계산하고, 오차보정에 대한 신속한 해결을 할수 있는 장치의 개발도 있어 왔다. In addition, a device capable of calculating an accurate error correction value and quickly solving the error correction has been developed.
따라서, 본 발명은 단상 또는 3상의 전력량계 내부에 형성되어, 계측 및 계량, 통신 등의 기능을 주도적으로 수행하는 MCU와 상기 MCU를 모니터링하고, 오차 보정값을 계산하기 위한 계량 IC를 상기 전력량계에 특별히 내장하여, 계량 IC가 최적의 오차 보정값을 계산해 내면, 그 값을 상위서버를 통한 펌웨어 업데이트를 통한 전달로서, 오차 보정값을 변경시킬수 있는 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계에 관한 것이다.Therefore, the present invention provides an MCU formed inside a single-phase or three-phase watt-hour meter and actively performing functions such as measurement, metering, and communication, and a metering IC for monitoring the MCU and calculating an error correction value, especially for the watt-hour meter. Built in, when the metering IC calculates the optimal error correction value, the value is transmitted through a firmware update through the upper server, and it relates to a power meter capable of calculating an error correction value that can change the error correction value.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 전류센서와 전압센서로부터 전압, 전류 및 위상계측을 하는 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계에 있어서, 상기 전압센서와 상기 전류센서로부터 생성되는 전력량의 계산 및 계측된 데이터를 저장하며, 상기 계측된 데이터를 모니터링하여 자체 설정된 주기에 따라 데이터를 상시 외부에 전송하는 MCU와 상기 MCU의 계측된 데이터와 오차정밀도를 모니터링하여, 상기 전력량계와의 오차를 비교하여 오차가 발생하면, 상기 MCU에 필요한 오차 보정값을 통보하는 계량 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.In order to solve this problem, the present invention is a watt-hour meter capable of calculating an error correction value for measuring voltage, current, and phase from a current sensor and a voltage sensor, in which the amount of power generated from the voltage sensor and the current sensor is calculated and measured An error occurs by comparing an error with an MCU that stores data, monitors the measured data, and transmits the data to the outside at all times according to a self-set cycle, and monitors the measured data and error accuracy of the MCU and compares the error with the watt-hour meter. If so, it is characterized in that it includes a metering IC for notifying the MCU of the required error correction value.
또한, 상기 전력량계와 이격 형성되어, 상기 MCU에서 송신한 데이터를 수신하여, 취합 및 저장하는 상위서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, it is characterized in that it further comprises an upper server that is formed apart from the watt-hour meter and receives, collects, and stores the data transmitted from the MCU.
또한, 상기 MCU는 상기 계량 IC로부터 오차 보정값을 전송받아, 펌웨어 업데이트를 통하여 오차 보정 값을 변경할수 있도록, 상기 상위서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the MCU is characterized in that it receives the error correction value from the weighing IC and transmits it to the upper server so that the error correction value can be changed through firmware update.
또한, 상기 상위서버는 상기 MCU로부터 상기 오차정밀도의 차이값을 확인하여 펌웨어 업데이트를 취하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the upper server is characterized in that it takes a firmware update by checking the difference value of the error precision from the MCU.
따라서, 본 발명은 전력량계의 내부에 있는 MCU에 대한 모니터링을 하고 오차보정값을 계산하기 위한 계량 IC를 내장하여, 상기 MCU의 오차 정밀도를 판단하며, 오차가 발생하면 상기 계량 IC를 활용하여 오차보정값을 계산하여, 상위 서버에서 오차보정값의 변경을 통보하도록 하여, 전력 계측의 데이터 신뢰도를 높여 공정한 전력거래 환경을 구축하고, 효율적인 업무 처리를 통해 전체적인 운용 비용을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다. Therefore, the present invention monitors the MCU inside the watt-hour meter and embeds a metering IC for calculating an error correction value, determines the error precision of the MCU, and if an error occurs, corrects the error using the metering IC. By calculating the value and notifying the change of the error correction value in the upper server, it is effective to build a fair electricity trading environment by increasing the data reliability of power measurement, and to reduce overall operating costs through efficient business processing. .
도 1은 본 발명에 의한 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계의 전체적인 구성도.
도 2는 계량 IC가 MCU를 실시간 모니터링하여 오차 정밀도를 감지하는 방법을 타나내는 흐름도.
도 3은 계량 IC가 오차보정값을 확정하여, 상위서버를 통하여 펌웨어 업데이트를 실행하는 방법을 나타내는 흐름도.
도 4는 전력량계를 모니터링하는 시스템의 구성도.
도 5는 도 4의 스마트 센서의 주요 구성을 나타낸 블록도.
도 6은 운영서버의 주요 구성을 나타낸 블록도.
도 7은 전력량계를 고장 진단 및 모니터링한 시스템을 설명하기 위한 전체 구성도.
도 8은 모니터링 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 9는 머신러닝 기반 학습결과정보 생성과 고장 진단방법을 나타낸 흐름도. 1 is an overall configuration diagram of a watt-hour meter capable of calculating an error correction value according to the present invention.
2 is a flow chart showing how the metering IC monitors the MCU in real time to detect the error precision;
3 is a flowchart illustrating a method in which a weighing IC determines an error correction value and executes a firmware update through an upper server;
4 is a configuration diagram of a system for monitoring an watt-hour meter;
Figure 5 is a block diagram showing the main configuration of the smart sensor of Figure 4;
Figure 6 is a block diagram showing the main configuration of the operation server.
7 is an overall configuration diagram for explaining a system for diagnosing and monitoring a power meter failure;
8 is a block diagram for explaining a monitoring device;
9 is a flowchart illustrating a method of generating learning result information based on machine learning and diagnosing a failure;
이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다. In addition, since the terms used in this application are only used to describe specific embodiments, it is not intended to limit the present invention, and it is clear in advance that a singular expression also means a plurality of expressions unless the context clearly indicates otherwise. want to leave
본 발명을 설명하기에 앞서, 본 명세서에 자주 등장하는 용어인 MCU(Micro Comtroller Unit)는 일반적으로 마이크로 컨트롤러라고 줄여서 불리우며, 마이크로프로세서와 메모리, 프로그램 가능한 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어 정해진 기능을 수행하는 전자기기로서, 소형 컴퓨터와 유사한 기능을 갖는 장치이다.Prior to describing the present invention, the term MCU (Micro Controller Unit), which frequently appears in this specification, is generally abbreviated as a microcontroller, and performs predetermined functions by making a microprocessor, memory, and programmable input/output module into a single chip. It is an electronic device that has functions similar to a small computer.
그리고, 본 명세서에 언급되는 상기 MCU 및 계량 IC는 전류센서와 전압센서로부터 전압, 전류 및 위상계측을 하는 전력량계의 내부에 내장되어 있으며, 상기 전력량계는 수용가의 유효전력을 측정하여 계량하는 통상의 전기계측기기이다. In addition, the MCU and the metering IC mentioned in this specification are embedded inside a watt-hour meter that measures voltage, current, and phase from a current sensor and a voltage sensor, and the watt-hour meter measures and measures the active power of the consumer. is a measuring instrument.
참고로, 상기 계량 IC는 상기 MCU를 모니터링하는 역할을 하며, 오차 등을 계량, 계측하는 칩의 일종이다. For reference, the metering IC serves to monitor the MCU and is a kind of chip that measures and measures errors.
본 발명의 전체적인 구성은 상기 전압센서와 상기 전류센서로부터 생성되는 전력량의 계산 및 계측된 데이터를 저장하며, 상기 계측된 데이터를 모니터링하여 자체 설정된 주기에 따라 데이터를 상시 외부에 전송하는 MCU와 상기 MCU의 계측된 데이터와 오차정밀도를 모니터링하여, 상기 전력량계와의 오차를 비교하여 오차가 발생하면, 상기 MCU에 필요한 오차 보정값을 통보하는 계량 IC로 구성된다. 또한, 상기 전력량계와 이격 형성되어, 상기 MCU에서 송신한 데이터를 수신하여, 취합 및 저장하는 상위서버도 형성되어 있다.The overall configuration of the present invention is an MCU that calculates and stores measured data of the amount of power generated from the voltage sensor and the current sensor, monitors the measured data, and transmits the data to the outside at all times according to a self-set cycle, and the MCU It is composed of a metering IC that monitors the measured data and error accuracy of , compares the error with the watt-hour meter, and notifies the MCU of an error correction value required when an error occurs. In addition, an upper server is formed at a distance from the watt-hour meter to receive, collect, and store the data transmitted from the MCU.
도 1은 본 발명에 의한 오차 정밀도와 자기진단을 하는 전력량계의 전체적인 구성도이고, 도 2는 계량 IC가 MCU를 실시간 모니터링하여 오차 정밀도를 감지하는 방법을 타나내는 흐름도이고, 도 3은 계량 IC가 오차보정값을 확정하여, 상위서버를 통하여 펌웨어 업데이트를 실행하는 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4는 전력량계를 모니터링하는 시스템의 구성도이고, 도 5는 도 4의 스마트 센서의 주요 구성을 나타낸 블록도이고, 도 6은 운영서버의 주요 구성을 나타낸 블록도이고, 도 7은 전력량계를 고장 진단 및 모니터링한 시스템을 설명하기 위한 전체 구성도이고, 도 8은 모니터링 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 9는 머신러닝 기반 학습결과정보 생성과 고장 진단방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is an overall configuration diagram of a watt-hour meter that performs error accuracy and self-diagnosis according to the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing a method for detecting error accuracy by a metering IC monitoring an MCU in real time, and FIG. 3 is a flow chart showing a metering IC It is a flowchart showing a method of determining an error correction value and executing a firmware update through an upper server. FIG. 4 is a configuration diagram of a system for monitoring an watt-hour meter, and FIG. 5 is a block diagram showing the main components of the smart sensor of FIG. 6 is a block diagram showing the main configuration of the operation server, FIG. 7 is an overall configuration diagram for explaining a system for diagnosing and monitoring a power meter, and FIG. 8 is a block diagram for explaining a monitoring device. 9 is a flowchart showing a machine learning-based learning result information generation and failure diagnosis method.
도 1을 보면, 본 발명의 전체적인 구성도인데 도시된 바와 같이, 상기 MCU(10)는 전압센서(11)와 전류센서(12)를 통하여 전압, 전류, 위상을 계측하여 계측 데이터를 상기 MCU(10)에 전송한다.1, it is an overall configuration diagram of the present invention. As shown, the
그러면, 상기 MCU(10)는 유효, 무효, 피상 전력이나 전력량을 계산하고, 계측, 계량 데이터(유효/무효/피상의 전력 및 전력량)를 계산하여 기록 및 저장하며, 동작을 실행하는 것이다. 상기 동작의 내용은 배터리(미도시) 이상, 과/저 전압, 과/저 전류, 전압/전류 결상, 비정상 온도, 자계 감지 등과 같은 작동을 수행하며, 저장한다. Then, the
또한, 후술할 계량 IC(20)는 상기 MCU(10)로부터 데이터를 수시로 수신받는데 작동정보, 계량 데이터를 수집하고, 상기 계량 IC(20)가 데이터를 수집하여 일정한 모니터링 주기로 상기 MCU(10)를 모니터링하며, 상기 MCU(10)로부터 수신한 데이터를 통하여 오차 여부를 비교한다. In addition, the
계량 IC(20)가 오차의 차이를 감지하게 되면, 오차보정값을 계산하여 확정 하여 전력량계(5)와 이격 형성된 상위서버(30)로 실시간 전송한다. 상기 계량 IC(20)의 오차 보정값을 계산하는 방식은 내부 알고리즘을 이용한 자동 계산을 통하여 할수 있는 것이다. 이에 관한 설명은 널리 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략한다. When the metering
다시 말해서, 계량 IC(20)는 MCU(10)로부터 데이터를 수신받아 작동정보, 계량값을 수집하여 비교하는데, 상시 계량 IC(20)는 데이터를 수집하여 일정한 주기를 설정하여 상기 MCU(10)와 수집, 비교를 하게 되는 것이다.In other words, the metering
또한, 상기 계량 IC(20)는 상기 MCU(10)를 모니터링하다가 오차가 틀어졌을 때, 상위 서버(30)로 하여금 알람을 울리도록 하는 방식으로 통보하는 역할도 하는 것이다. 계량 IC(20)가 알람을 울리도록 통보하여 서버(30)가 알람을 울리는 구성과 작동에 대한 자세한 설명은 널리 공지된 기술이므로 생략하기로 한다. In addition, the
그리고, 상기 MCU(10)는 자체 설정된 주기에 따라 상위서버(30)에 데이터를 상시 실시간 전송한다. 예를 들어, 15분 간격(조정 가능)으로 저장시키는 데이터 수치 및 계량 값을 상기 상위서버(30)로 전송하는 것이다. 또한, 상기 상위서버(30)는 상기 MCU(10) 또는 계량IC(20)에서 송신한 데이터를 수신하여, 취합 및 저장하는 역할을 한다. Also, the
계량 IC(20)는 상기 MCU(10)와 동일하게 전압센서(21)와 전류센서(22)를 통하여 전압, 전류, 위상을 계측하여 그 데이터를 상기 계량 IC(20)에 전송하며 그리고, 유효, 무효, 피상 전력이나 전력량을 계산하고 계측, 계량 데이터를 기록 및 저장하는 것으로서 상기 MCU(10)와 동일하다. Like the
또한, 상기 계량 IC(20)는 상기 MCU(10)와의 데이터 비교를 통한 초과 임계값을 감지하여 이상 상황이 발생하였을 경우에는 상위서버(30)에 통보하는 역할도 하는 것으로, 불량감지 데이터 등을 전송하는 것이다. 다시 말해서, 오차 정밀도를 감지하여 이상상황이 발생하였을 경우에는 상위서버(30)에 통보하는 역할도 하는 것이다. 상기 오차 정밀도의 파악에 대한 설명은 후술(後述)하기로 한다. In addition, the
상기 상위서버(30)의 형태는 통상의 서버 또는 모뎀도 될수 있으며, MCU(10)에게서 데이터를 받아서 저장하거나, 고차원의 상위 시스템(미도시)이나 관계기관에 전달하는 역할을 한다. 여기서, 상위 시스템이란 상위서버(30)와는 다른 우월한 서버 또는 모뎀 등과 같이 무선통신으로 연결된 시스템을 의미하는 것이다. The form of the
다시 말해, 상위서버(30)는 상기 계량 IC(20)로부터 오차 보정값을 전송받아, 펌웨어 업데이트를 통해 오차 보정값을 변경할수 있도록, 상위 시스템으로 통보, 전송하는 역할을 하는 것이다. 상기 펌웨어 업데이트란 원격 프로그램의 업그레이드를 통하여 장치에서 발견된 오류를 수정하거나, 전력량계(5)에 새로운 기능을 추가할 수 있는 온라인 서비스를 의미한다. In other words, the
즉, 계량 IC(20)는 MCU(10)의 데이터를 끌어들여서, 동작 등의 오차를 서로 비교하여 실시간으로 오차를 확인할 수 있도록 서로 비교를 할수 있도록 하는 것이다. That is, the
계량 IC(20)도 상기 MCU(10)와 동일하게 계측, 계량, 자기진단 등의 기능을 수행하고, 데이터에 대한 기록과 저장을 하기 때문에, 상기 MCU(10)의 고장이나 오작동시, 계량 데이터의 유실을 방지하여 전력량계(5)의 수리 및 교체까지의 계측의 공백 기간을 최소화할 수 있도록 하는 것이다.Since the
이하에서는, 상기 상위서버(30)의 작동 관계에 대한 설명을 하기로 한다. Hereinafter, the operational relationship of the
앞서 서술한 대로, 계량 IC(20)는 MCU(10)의 계측, 계량, 자기진단 등의 기능을 주기적으로 모니터링(감시)하는데, 상기 계측, 계량 데이터와 상기 MCU(10)로부터 수집한 계측, 계량 데이터를 비교하여 일정시간 동안 설정된 차이가 임계값을 초과함을 감지하였으며 오차보정을 위한 값을 계산한다. 상기와 같이 계산된 오차 보정값을 상기 상위서버(30)로 전송한다.As described above, the
즉, 상기 계량 IC(30)의 작동관계를 다시 설명하면, MCU(10)의 계측/계량 데이터를 모니터링하여 오차값이 설정된 임계값 이상 발생 시, 상위 서버(30)로 알람을 전송하고, 현재의 전력 상태에 대한 최적의 오차 보정값을 상기 상위 서버(30)로 전송한다. 상기 알람을 전송하는 기술에 대한 자세한 설명은 널리 고징된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. That is, to explain the operational relationship of the weighing
전력량계(5)와 원격으로 이격되어 형성된 상위서버(30)는 상기
계량IC(20)로부터 전송된 오차 정밀도의 값을 확인하고, 해결 조치를 판단하게 된다. The
그러면, 상기 상위서버(30)는 원격에 있는 상위 시스템(도시는 생략)에 펌웨어(firmware) 업데이트를 하거나 전력량계의 교체를 통보한다.Then, the
따라서, 본 발명은 전력량계(5)의 내부에 MCU(10)와 상기 MCU(10)에 대한 오차 보정을 위한 모니터링을 하는 계량 IC(20)를 내장하고, 상기 MCU(10)의 오차 보정을 하여야 할 상황이 발생한 경우, 상기 계량 IC(20)에 내장된 알고리즘을 통한 오차 보정값을 계산하는 것이다. 그러면, 계량 IC(20)는 상기 오차 보정값을 상기 상위 서버(30)로 전송하여, 전력량계(5)를 펌웨어 업데이트를 통하여 오차보정값을 변경시키는 것이다. Therefore, in the present invention, the
이와 같이, 본 발명은 정확한 오차 보정을 통해서, 수용가에게는 정확한 계량 서비스를 제공하고 데이터의 신뢰도를 높여 공정한 전력 거래 환경을 구축하고 효율적인 업무 처리를 통해 전체적인 운용 비용을 절감할수 있는 효과가 있는 것이다.As such, the present invention has the effect of providing accurate metering services to consumers through accurate error correction, increasing the reliability of data, establishing a fair electricity trading environment, and reducing overall operating costs through efficient work processing.
이하에서는, 도면을 참조하여 계량 IC(20)가 MCU(10)를 실시간 모니터링하여 오차 정밀도를 파악하는 흐름에 대한 설명을 하기로 한다. 상기 설명한 실시예에서 중복되는 설명은 어느 정도 생략하기로 한다. Hereinafter, a description will be given of a flow in which the
먼저, MCU(10)가 전압센서(11)로부터 전압, 전류센서(12)로부터 전류를 계측하여 전력량을 계산한다. 그리고, 계량 IC(20)도 역시 전압센서(21)로부터 전압, 전류센서(22)로부터 전류를 계측하여 전력량을 계산한다(제1 단계).First, the
상기 계량 IC(20)는 상기 MCU(10)를 실시간으로 모니터링한다(제2 단계).The
상기 계량 IC(20)는 상기 MCU(10)를 통하여 수신한 계측한 전력량 등을 비교하여 자체적으로 설정된 오차의 범위가 임계값을 벗어났는지 여부를 판단한다(제3 단계). The
여기서, 상기 설정값은 사전에 계량 IC(20)에 미리 설정시키는 것으로 예를 들어, 0.1% ~ 1%의 오차가 발생하면 임의의 알람을 발생시킬 수 있는 등의 조치를 취할수 있는 것이다. 그리고, 상기 설정 값의 변경도 얼마든지 가능한 것이다. Here, the set value is set in advance in the weighing
더 나아가, 상기 계량 IC(20)는 상기 전력량 이외에도 전압, 전류, 위상, 전력을 상기 MCU(10)와 비교하는 것이다. 따라서, 상기 제3단계는 상기 계량 IC(20)가 오차 정밀도의 불량 여부를 감지하는 단계인 것이다. Furthermore, the
상기 제3단계에서 비교한 전력량 등의 값이 설정된 임계값을 벗어났으면, 상기 계량 IC(20)는 상기 상위서버(30)에 상기 MCU(10)의 오차 정밀도가 불량하다는 신호를 통보, 전송하는 것이다(제4 단계).If the value such as the amount of power compared in the third step is out of the set threshold, the
상기 제4단계를 통하여 통보를 받은 상위서버(30)는 오차정밀도를 확인하여 적절한 해결조치를 판단하여 조치하는 것이다(제5 단계). The
이하에서는, 도면을 참조하여 계량 IC(20)가 MCU(10)를 실시간 모니터링하여 오차 보정값을 확정하여 전달하는 방식에 대한 설명을 하기로 한다. 마찬가지로, 상기 설명한 실시예에서 중복되는 설명은 어느 정도 생략하기로 한다.Hereinafter, a description will be given of a method in which the
먼저, MCU(10)는 전압센서(11)와 전류센서(12)로부터 전류 및 전압데이터를 수신하여 전력량을 계측/계량 작업을 실행하는 것이다(S 1). First, the
다음으로, 계량 IC(20)는 실시간으로 상기 MCU(10)를 모니터링 동작을 실행한다(S 2).Next, the
상기 계량 IC(20)는 상기 MCU(10)에서의 오차를 비교하여 상기 오차가 일정한 범위를 초과하는지 여부를 판단한다(S 3).The
만일, 상기 S 3에서 상기 오차가 범위를 초과하거나 맞지 않으면, 상기 계량 IC(20)는 내부 알고리즘을 통한 계산으로 상기 MCU(10)의 오차 보정값을 계산하고 이를 확정하게 되며, 상기 계량 IC(20)는 상위 서버(30)로 계산한 오차보정값의 데이터를 전송하는 것이다(S 4). 상기 계량 IC(20)와 상기 상위 서버(30)는 양쪽에 포터(미도시)가 있어서, 이를 통해서 서로 소통하는 것이다. If, in S3, the error exceeds the range or does not match, the
상기 S 4를 통하여 데이터를 전송받은 상위 서버(30)는 외부 기관 등에 의뢰하여 전력량계(5)를 펌웨어 업데이트 등과 같은 적절한 해결조치를 할수 있도록 전달하는 것이다(S 5).The
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 오차 정밀도와 자기진단을 하는 전력량계를 인공지능을 이용하여 모니터링하는 장치에 대한 설명을 하기로 한다. Hereinafter, a description will be given of an apparatus for monitoring a watt-hour meter that performs self-diagnosis and error accuracy of the present invention with reference to the drawings by using artificial intelligence.
도 4와 도 5를 참조하면, 상기 전력량계(5)를 모니터링하는 장치는 전류센서(12,22)와 전압센서(11,21)로부터 전압, 전류 및 위상계측을 하는 전력량계(5)의 구동을 제어하는 메인 MCU(10)와 상기 전력량계(5)를 모니터링 정보를 전송하는 통신모듈(40)을 구비하는 스마트 센서(50)로 이루어진다. 4 and 5, the device for monitoring the watt-
그리고, 상기 스마트 센서(50)의 모니터링 정보를 외부로 제공하는 중계기(60)가 형성된다. Then, a
또한, 인터넷 망을 통하여 상기 중계기(60)에서 제공되는 상기 스마트 센서(50)의 모니터링 정보를 전송받아 제공하는 통신모듈(120)과, 전송받은 모니터링 정보를 저장 및 관리하는 DB 모듈(130)과, 상기 DB 모듈(130)의 모니터링 정보 및 상기 스마트 센서(50)에서 제공되는 실시간 모니터링 정보를 학습하여 경보 상황을 판단하는 AI모듈(140)과, 상기 통신모듈(120), 상기 AI 모듈(140) 및 상기 DB 모듈(130)의 구동을 제어하는 제어부(110)를 포함하는 운영서버(100)가 구비된다. In addition, the
상기 운영서버(100)에서 제공되는 모니터링 정보를 사용자에게 디스플레이 하는 단말기(90)로 이루어진다. It consists of a terminal 90 that displays the monitoring information provided by the
상기 스마트 센서(50)는 전력량계(5) 주변의 각종 환경을 감시하여 정보를 수집하는 구성으로, 다수의 센서(미도시)를 구비한다. 상기 스마트 센서(50)는 주변의 온도, 습도, 미세먼지 등을 감지하여 정보를 수집하고, 상기 센서에서 감지되는 정보는 중계기(60)를 통하여 실시간으로 운영서버(100)로 전달된다. The
MCU(10)은 전력량계(5)의 각 센서를 제어하여 감지된 정보를 외부로 전송하도록 한다. 통신모듈(10-1)은 MCU(10)의 제어에 따라 전력량게(5)의 감지정보를 중계기(60)로 전송하며, 다양한 종류의 유무선 통신수단으로 구성될 수 있다. The
표시모듈(10-2)은 상기 MCU(10)의 제어에 따라 전력량계(5)의 정상 동작 여부를 표시하여, 다양한 색상을 갖는 상태 표시용 LED 램프로 구성될 수 있다. The display module 10-2 displays whether the watt-
경보모듈(10-3)은 MCU(10)의 제어에 따라 특정 센서에서 이상 신호가 감지되는 경우 스마트 센서(50) 자체에서 경보를 알리는 구성으로, 부저나 싸이렌과 같은 통상의 경보수단으로 구성될 수 있다. The alarm module 10-3 is a configuration that informs an alarm from the
이때, 센서에서 감지되는 신호가 이상 신호인지 여부는 MCU(10)에서 판단하도록 구성된다. 전원모듈(10-4)은 외부 전원을 이용하여 스마트 센서(50)의 각 구성을 구동하는 전원으로 공급하는 구성으로, 전원접속수단과 충전수단 등을 포함할 수 있다.At this time, the
중계기(60)는 스마트 센서(50)로부터 감지 정보를 제공받아 외부의 운영서버(100)에 전송하고, 상기 운영서버(100) 또는 단말기(90)로부터 제어신호를 전송받는 것이다. 이를 위한 중계기(60)는 외부에 대하여 인터넷이 가능하고, 내부 기기에 대하여 근거리 통신이 가능한 수단으로 구성되며, 일례로, LTE 라우터 또는 유무선 공유기로 구성될수 있다. The
운영서버(100)는 스마트 센서(50)에서 전송되는 정보를 이용하여 전력량게 내부에 경보상황 발생여부를 판단하고, 내부의 상황을 단말기(90)로 제공하여 사용자가 실시간으로 확인할 수 있도록 한다. The
이를 위한 운영서버(100)는 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(110)와, 통신모듈(120)과, DB 모듈(130)과, 학습유닛(141)과, 분석유닛(142)과, 판단유닛(143)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 학습유닛(141), 분석유닛(142) 및 판단유닛(143)은 AI 모듈(140)을 구성한다.As shown in FIG. 6, the
통신모듈(120)은 스마트 센서(50) 및 단말기(100)와 통신하기 위한 구성으로, LTE, 5G 등 다양한 통신수단으로 구성될 수 있다. DB 모듈(130)은 스마트 센서(50)에서 전송되는 정보를 누적적으로 저장하여 관리한다. The
DB 모듈(130)에서 저장 및 관리되는 정보는 AI 모듈(140)에 제공되어 반복적인 학습에 따라 경보 상황을 판단하는 자료로 활용된다.The information stored and managed in the
AI 모듈(140)은 스마트 센서(50)와 DB 모듈(130)에서 제공되는 실시간 정보를 학습 및 통계/분석하여 경보 상황을 가장 효율적이고 정밀하게 판단하도록 제어한다. AI 모듈(140)는 스마트 센서(50) 모니터링되는 센서 정보와 DB 모듈(130)에서 제공되는 센서 정보를 대상으로 딥 러닝을 수행하고, 이러한 기계적 학습으로 전력량계(5)가 설치된 각 지역의 지역적 환경 및 특성 등에 가장 적절한 위험 표시 수치를 스스로 설정 및 판단하여 경보 상황을 제어한다.The
이를 위한 AI 모듈(140)은 학습유닛(141), 분석유닛(142) 및 판단유닛(143)을 구비할 수 있다. 학습유닛(341)은 딥 러닝을 통해 실시간으로 모니터링되는 정보를 학습하고, 분석유닛(142)은 학습에 연동되어 모니터링된 정보를 분석하여 위험 표시 수치를 설정하고, 판단유닛(143)은 분석결과에 따라 실시간 모니터링된 정보에 대한 경보 상황 여부를 판단한다. The
따라서, AI 모듈(140)과 연동되는 운영서버(100)에서는 지역적 환경이나 거주자의 특성에 의한 경보 발령 오차를 최소로 할 수 있다.Therefore, in the
제어부(110)는 통신모듈(120)을 통하여 스마트 센서(50) 및 단말기(90)와 정보 전송을 제어하고, AI 모듈(140)에서 경보 상황에 대한 학습 및 판단이 이루어지도록 제어한다. 또한, 제어부(110)는 스마트 센서(50)에서 모니터링되는 정보를 실시간으로 단말기(90)에 제공하여 사용자가 외부에서도 상황을 확인할 수 있도록 한다.The
단말기(90)는 전력량계(5) 내의 정보를 모니터링할 지위를 갖는 자 예컨대, 외부에서 관리자들이 소유하는 단말기로서, 운영서버(100)로부터 전송되는 실시간 모니터링 정보를 상기 관리자에게 제공한다. 이를 위하여 상기 단말기(90)에는 실시간 모니터링 정보를 수신하여 디스플레이 하기 위한 시스템이 애플리케이션 형태로 탑재된다. The terminal 90 is a terminal owned by a person having a position to monitor information in the watt-
상기와 같은 구성의 모니터링 시스템은 스마트 센서(50) 등을 이용하여 다양한 정보를 동시에 수집하고, 수집된 정보를 누적적으로 학습 및 분석하도록 구성되어, 전력량계(5)가 설치된 환경 및 특성 등에 의한 경보 발령 오차를 최소로 할 수 있다. The monitoring system configured as described above is configured to simultaneously collect various information using the
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 전력량계(5)를 고장 진단 및 모니터링하는 시스템에 대한 설명을 하기로 한다. Hereinafter, a description will be given of a system for diagnosing and monitoring a failure of the watt-
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 모니터링 시스템은 산발적으로 분포되어 있는 다수개의 전력량계(5-1 내지 5-N)를 원격에서 감시하는 모니터링 장치(M), 게이트웨이(200) 및 관리서버(300) 등을 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 7, the monitoring system includes a monitoring device M, a
상기 모니터링 장치(M)는 전략량계(5-1 내지 5-N)의 진동, 전압 및 전류의 고장을 측정하여 해당 전력량계에 대한 고장관련정보를 획득하며, 상기 획득된 전기설비에 대한 고장관련정보와 함께 장치식별정보를 전송한다. The monitoring device M obtains failure-related information about the watt-hour meter by measuring vibration, voltage, and current failures of the strategic meters 5-1 to 5-N, and the obtained failure-related information about the electrical equipment. It also transmits device identification information.
상기 게이트웨이(200) 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 상기 모니터링 장치(M)로부터 전송된 전력량계(5-1 내지 5-N)에 대한 고장관련정보와 함께 장치식별정보를 제공받아 유/무선 통신망(250)을 통해 전달한다. The wired/wireless communication network ( 250) is passed through.
상기 관리서버(300)는 상기 유/무선 통신망(250)을 통해 상기 게이트웨이(200)로부터 전달받은 상기 모니터링 장치(M)의 전력량계(5-1 내지 5-N)에 대한 고장관련정보와 함께 장치식별정보를 바탕으로 고장상태를 진단하고, 이를 데이터베이스화하여 저장 및 관리함과 아울러 상기 전력량계(5-1 내지 5-N)에 대한 고장상태를 원격으로 실시간 모니터링한다. The
특히, 모니터링 장치(M)는 전력량계(5-1 내지 5-N)에 대한 고장을 측정하여 해당 전력량계의 고장관련정보를 획득하며, 상기 획득된 고장관련정보와 함께 고유한 장치식별정보를 전송하는 기능을 수행한다.In particular, the monitoring device M measures the failure of the watt-hour meters 5-1 to 5-N, obtains failure-related information of the watt-hour meter, and transmits unique device identification information together with the obtained failure-related information. perform a function
이때, 각 전력량계(5-1 내지 5-N)의 고유한 장치식별정보는 예컨대, 설치장소, 장치의 일련번호, 장치의 제조회사, 장치의 MAC(Media Access Control) 주소, 장치의 모델 및 장치의 버전 중 적어도 어느 하나의 정보를 포함함이 바람직하다.At this time, the unique device identification information of each watt-hour meter (5-1 to 5-N) is, for example, installation location, serial number of the device, manufacturer of the device, MAC (Media Access Control) address of the device, model and device of the device. It is preferable to include at least one of the versions of the information.
이러한 상기 고유한 장치식별정보는 전력량계(5-1 내지 5-N)의 생산자 및 관리자 중에서 적어도 하나로부터 제공받을 수 있으며, 모니터링 장치(M) 내의 저장모듈(156)에 미리 저장되어질 수 있다The unique device identification information may be provided from at least one of the producers and managers of the watt-hour meters 5-1 to 5-N, and may be previously stored in the
상기 다수개의 전력량계(5-1 내지 5-N)를 감시하는 모니터링 장치(M)는 저전력 광역 통신망(LPWAN)(도면부호는 생략)을 통해 게이트웨이(200)와 연결되어 있다. 이때, 저전력 광역 통신망(LPWAN)은 저전력 장거리 통신 기술로서, 적은 전력을 사용하여 넓은 대역폭으로 데이터를 분산해서 동시에 송신이 가능한 직접 확산 스펙트럼 CDMA(Code Division Multiple Access) 기술을 활용할 수 있다. The monitoring device M for monitoring the plurality of watt-hour meters 5-1 to 5-N is connected to the
이러한 저전력 광역 통신망(LPWAN)은 저전력으로 저용량의 데이터 처리가 가능하고, 암호화/복호화 통신을 통한 보안성 및 안전성을 최대한 확보할 수 있으며, 저비용으로 넓은 지역에 다양한 서비스를 제공할 수 있다.Such a low-power wide area network (LPWAN) can process low-capacity data with low power, secure maximum security and safety through encryption/decryption communication, and provide various services over a wide area at low cost.
모니터링 장치(M)는 다수개의 전력량계(5)가 설치된 장소와 원격으로 하나 이상이 배치될 수 있다. One or more monitoring devices M may be disposed remotely from the place where the plurality of watt-
모니터링 장치(M)는 전력량계들(5-1 내지 5-N)이 설치되는 지점에 대한 진동, 전압 및/또는 전류 중 적어도 하나의 고장을 측정하여 해당 전력량계에 대한 고장 관련 정보를 획득하는 기능을 수행한다.The monitoring device M has a function of obtaining failure-related information on the corresponding watt-hour meter by measuring a failure of at least one of vibration, voltage, and/or current for the point where the watt-hour meters 5-1 to 5-N are installed. carry out
도 8을 참조하면, 상기와 같은 모니터링 장치(M)는, 제어모듈(150)을 비롯하여, 진동감지모듈(151), 전압감지모듈(152), 전류감지모듈(153), 통신모듈(155), 및 전원공급모듈(154) 등을 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 8, the monitoring device M as described above includes a
도시된 바와 같이, 모니터링 장치(M)는 저장모듈(156) 및 표시모듈(157) 등을 더 포함할 수 있다. As shown, the monitoring device M may further include a
진동감지모듈(151)은 전력량계(5)에 구비된 각종 구성요소들의 외부 충격 등에 의해 진동을 감지하여 진동 발생에 대한 진동감지 신호를 출력하는 기능을 수행한다.The
이러한 진동감지모듈(151)은 실내 및/또는 실외에서 진동을 감지하기 위해서 진동을 감시하고자 하는 현장의 환경 정보를 센싱(sensing)하여 대응되는 센서신호로써 출력하는 센서들 예컨대, 충격 센서, 속도 센서, 가속도센서, 자이로센서, 압전센서 및/또는 압력센서 등을 이용할 수도 있다.The
전압감지모듈(152)은 전력량계(5)에 연결된 전압센서(11, 21) 등과 같은 각종 기기들의 전압을 감지하는 기능을 수행한다.The
전류감지모듈(153)은 전력량계(5)와 연결된 전류센서(12, 22)들의 전류를 감지하는 기능을 수행한다.The
이러한 전압감지모듈(152) 및/또는 전류감지모듈(153)은 하나로 통합되어 구비되거나 별도로 구비될 수 있으며, 수용가에 인입되어 다수로 분배된 전력선(PL)에 각각 직접 및/또는 간접적으로 연결되어 있으며, 각 전력선(PL)에 흐르는 전류 및/또는 전압을 검출하는 기능을 수행한다.The
즉, 전압감지모듈(152) 및/또는 전류감지모듈(153)은 각 전력선(PL) 주위에 직접 및/또는 간접적으로 연결되어, 전자유도 현상 및/또는 전류자기 효과에 의해 각 전력선(PL)에 흐르는 전류 및/또는 전압을 검출하는 모듈이 바람직하다That is, the
통신모듈(155)은 제어모듈(150)의 제어에 따라 동작되며, 전력량계(5)에 대한 진동, 전압 및/또는 전류 중에서 적어도 하나의 고장관련정보와 함께 고유한 장치식별정보를 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 이용하여 게이트웨이(200)를 통해 관리서버(300)로 전송하는 기능을 수행한다.The communication module 155 operates under the control of the
제어모듈(150)은 모니터링 장치(M)를 전반적으로 제어하기 위한 모듈로서, 특정의 제어신호에 따라 진동감지모듈(151), 전압감지모듈(152), 전류감지모듈(153), 통신모듈(155), 전원공급모듈(154), 저장모듈(156) 및/또는 표시모듈(157)등의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.The
또한, 제어모듈(150)은 진동감지모듈(151), 전압감지모듈(152) 및/또는 전류감지모듈(153) 중 적어도 하나의 모듈로부터 전력량계에 대한 진동, 전압 및/또는 전류 중 적어도 하나의 고장관련정보를 제공받고, 상기 제공받은 전력량계(5)에 대한 진동, 전압 및/또는 전류 중 적어도 하나의 고장관련정보와 함께 고유한 장치식별정보를 게이트웨이(200)를 통해 관리서버(300)로 전송되도록 통신모듈(155)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.In addition, the
그리고, 전원공급모듈(154)은 각 모듈 즉, 진동감지모듈(151), 전압감지모듈(152), 전류감지모듈(153), 통신모듈(155), 제어모듈(150), 저장모듈(156)및/또는 표시모듈(157) 등에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 통상의 휴대용 배터리로(Battery) 구현됨이 바람직하지만, 이에 국한되지 않는다. In addition, the
모니터링 장치(M)는 제어모듈(150)의 제어에 따라 동작되며, 전력량계(5-1, 5-N)에 대한 진동, 전압 및/또는 전류 중 적어도 하나의 고장관련정보와 함께 고유한 장치식별정보를 주기적 및/또는 실시간으로 저장하는 저장모듈(156)을 더 포함할 수도 있다.The monitoring device M operates under the control of the
즉, 저장모듈(156)에는 제어부(150)를 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용하는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지할 수 있다. 이러한 저장모듈(156)은 예컨대, 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, 멀티미디어 카드 마이크로 타입, 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리등), 램(RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM), EPROM, PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.That is, the
모니터링 장치(M)는 제어모듈(150)의 제어에 따라 동작되며, 전력량계(5)에 대한 진동, 전압 및/또는 전류 중 적어도 하나의 고장관련정보 및/또는 고장상태를 화면에 디스플레이(Display)하는 표시모듈(157)을 더 포함할 수도 있다.The monitoring device (M) operates under the control of the
모니터링 장치(M)는 AMI(Advanced Metering Infrastructure: 양방향 원격검침 시스템)네트워크 기반으로 구성되어 관리서버(300) 등과 같은 외부로부터 수신된 제어정보에 따라 동작됨이 바람직하다. 이러한 AMI 네트워크 기반에서는 전력량계로부터 전력 사용량을 읽어가는 것(Metering)도 가능할분만 아니라, 요금정보 서비스도 제공할 수 있다. The monitoring device M is preferably configured based on an AMI (Advanced Metering Infrastructure) network and operated according to control information received from the outside, such as the
또한, 상기 AMI 네트워크 기반은 에너지를 소비하는 수용가에 설치된 전기, 가스, 수도, 온수, 열량 등 각종 스마트 계량기의 사용량을 원격에서 검침하는 한편, 해당 정보를 상위 시스템에서 자동으로 취합, 분석 및 가공한 후, 이를 다시 수용가에게 제공하는 양방항 통신 인프라를 의미한다In addition, the AMI network base remotely reads the usage of various smart meters such as electricity, gas, water, hot water, and heat installed in consumers consuming energy, while automatically collecting, analyzing, and processing the information in the upper system. After that, it means a two-way communication infrastructure that provides it to the consumer again.
게이트웨이(200)는 모니터링 장치(M)와 원격의 관리서버(300) 사이에 연결되어 데이터 및/또는 신호의 중계 역할을 수행하는 것으로서, 게이트웨이(200)는 저전력 광역 통신망(LPWAN)을 통해 각 전력량계(5-1 내지 5-N) 및 모니터링 장치(M)와 연결되어 있으며, 유/무선 통신망(250)을 통해 관리서버(300)와 연결되어 있다.The
이러한 게이트웨이(200)는 LPWAN을 통해 모니터링 장치(M)로부터 전송된 고장관련정보와 함께 고유한 장치식별정보를 제공받아 유/무선 통신망(250)을 통해 관리서버(300)에 전달하는 기능을 수행한다.The
또한, 게이트웨이(200)는 유/무선 통신망(250)을 통해 관리서버(300)로부터 전달된 제어정보를 모니터링 장치(M)에 전달하는 기능을 수행한다. 한편, 유/무선 통신망(250)은 예컨대, 이더넷(Ethernet) 또는 이동 통신망 등으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. In addition, the
관리서버(300)는 유/무선 통신망(250)을 통해 게이트웨이(200)와 연결되어 있으며, 유/무선 통신망(250)을 통해 게이트웨이(200)로부터 전달받은 모니터링 장치(M)의 전력량계의 고장관련정보와 함께 고유한 장치식별정보를 바탕으로 고장상태를 진단하고 이를 데이터베이스(DB)화하여 저장 및 관리함과 아울러 전력량계(5-1 내지 5-N))에 대한 고장상태를 원격으로 실시간 및/또는 주기적으로 모니터링하는 기능을 수행한다.The
또한, 관리서버(300)는 게이트웨이(200)를 통해 각 전력량계(5-1 내지 5-N)로부터 전송된 전력량계의 적어도 하나의 지점에 대한 진동, 전압 및/또는 전류 중 적어도 하나의 고장관련정보를 제공받아 이를 바탕으로 기 설정된 진동 정상값, 전압 정상값 및/또는 전류 정상값 중 적어도 하나의 범위를 초과하는 경우, 해당 전력량계를 고장 상태로 진단할 수 있다.In addition, the
또한, 관리서버(300)는 게이트웨이(200)를 통해 모니터링 장치(M)로부터 전송된 전력량계에 대한 고장관련정보와 함께 고유한 장치식별정보를 제공받아 이를 이용하여 해당 전력량계(5-1 내지 5-N)에 대응되는 기 설정된 전력량계의 장소정보를 검색하고, 상기 검색된 장소별로 전력량계의 고장 관련정보 및/또는 고장 상태를 데이터베이스(DB)화하여 저장 및 관리하며, 이를 바탕으로 장소별로 전력량계의 고장상태가 디스플레이 화면에 표시되도록 전력량계 관리 서비스를 제공할 수 있다.In addition, the
이하에서는, 전력량계의 이상 및 진단을 위한 머신러닝 기반의 고장진단 모니터링 방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a machine learning-based fault diagnosis monitoring method for fault diagnosis and diagnosis of an watt-hour meter will be described.
상기 머신러닝(컴퓨터에게 수학, 통계학을 적용한 학습 알고리즘)기반의 고장진단 모니터링 방법(이하 방법)은 전력량계(5)의 정상, 비정상을 판단할 수 있는 고장 진단용 학습결과 정보를 생성한 후, 생성된 학습결과 정보를 이용하여 고장 진단 대상 전력량계(5)의 고장을 진단하는 머신러닝 기반의 고장 진단 모니터링 방법이기 때문에, 신속하고 정확하게 고장을 파악하여 시기적절하게 유지보수를 진행하도록 하여, 무분별한 유지보수를 방지할 수 있다. The machine learning (learning algorithm applying mathematics and statistics to a computer) based fault diagnosis monitoring method (the method below) generates learning result information for fault diagnosis that can determine whether the
도 9를 보면, 전력량계(5)의 정상, 비정상을 판단할 수 있는 고장 진단용 학습결과 정보를 생성하는 학습결과의 정보 생성단계(S10)가 형성된다Referring to FIG. 9, a learning result information generation step (S10) of generating learning result information for fault diagnosis that can determine whether the
상기 학습결과의 정보 생성 단계(S10)는 이하의 단계를 가진다. The information generation step (S10) of the learning result has the following steps.
정상적인 전력량계(5)의 센서별 정상적 원시 데이터를 획득하는 단계를 거친다(S11). A step of obtaining normal raw data for each sensor of the normal watt-
상기 S11은 정상적인 전력량계(5)의 각 위치에 센서들(도시는 생략)을 설치하고, 상기 센서를 설치한 후, 본 발명의 전략량계(5)를 작동시켜 센서별 정상 원시 데이터를 획득하는 것이다. The S11 is to install sensors (not shown) at each position of the normal watt-
비정상적인 전력량계(5)의 센서별 비정상적 원시 데이터를 획득하는 단계이다(S12). This is a step of acquiring abnormal raw data for each sensor of the abnormal power meter 5 (S12).
상기 S12은 비정상적인 전략량계(5)를 구축한 후, 비정상적인 센서별 비정상 원시 데이터를 고장 부위별로 획득하는 것이다. S12 is to acquire abnormal raw data for each abnormal sensor by faulty part after building the abnormal strategic meter (5).
비정상적인 전력량계(5)를 구축한 후, 비정상적인 센서별 비정상 원시 데이터를 고장 부위별로 획득하는 과정으로, 정상적인 전략량계(5)에서 특정 부위를 고장 시키는 것을 의미한다. 예를 들어, 특정 부위에 설치된 부품을 비정상인 부품으로 교체하여 비정상적인 전력량계(5)로 되도록 하는 것이다.This is a process of acquiring abnormal raw data for each abnormal sensor by faulty part after building the abnormal watt-hour meter (5), which means that a specific part is broken in the normal strategic meter (5). For example, by replacing a part installed in a specific part with an abnormal part, it becomes an abnormal watt-hour meter (5).
특정 부위를 달리해서 고장을 일으키도록 하여, 비정상적인 전력량계(5)를 구축, 동작시켜 센서별로 비정상인 원시 데이터를 획득한다. The
다음 단계로, 획득된 센서별 정상 원시 데이터와 고장 부위별로 획득된 센서별 비정상 원시 데이터를 이용하여 전력량계(5)의 정상 또는 비정상을 판단할 수 있는 전력량계(5)의 고장 진단용 학습결과 정보를 생성한다(S13).In the next step, using the acquired normal raw data for each sensor and the abnormal raw data for each sensor acquired for each faulty part, learning result information for fault diagnosis of the watt-
상기 S13은 앞서 설명한 S11을 통해 획득한 센서별 정상 원시 데이터와, 앞서 설명한 S12를 통해 고장 부위별로 획득한 센서별 비정상 원시 데이터를 이용하여 정상, 비정상을 판단할 수 있는 고장 진단용 학습결과 정보를 생성시키는 단계로서, 상기 S13을 통해 생성된 고장 진단용 학습결과 정보를 이용하여 후술(後述)할 고장 진단 단계(S20)를 통하여 고장을 진단하게 된다.The S13 generates learning result information for fault diagnosis that can determine whether it is normal or abnormal using the normal raw data for each sensor acquired through S11 described above and the abnormal raw data for each sensor acquired for each faulty part through S12 described above. As a step, the failure is diagnosed through a failure diagnosis step (S20) to be described later using the learning result information for failure diagnosis generated through S13.
특히, S12를 통해 획득한 센서별 비정상 원시 데이터는 고장 부위별로 생성되는 센서별 비정상 원시데이터인 것을 특징으로 하며, 이처럼 고장 부위별로 생성되는 특징은 S12는 고장시킬 전력량계(5)의 특정 부위를 달리해서 반복 수행되고, 고장 부위별로 설정된 횟수만큼 반복 수행하여 학습시키는 것이다. In particular, the abnormal raw data for each sensor acquired through S12 is characterized by being abnormal raw data for each sensor generated for each faulty part. It is repeatedly performed, and it is repeatedly performed as many times as set for each failure part to learn.
상기 S10에서 생성된 고장진단용 학습결과 정보를 이용, 고장진단을 하고자 하는 전력량계(5)의 고장을 진단하는 고장 진단 단계(S20)에 대한 설명을 한다. A failure diagnosis step (S20) of diagnosing a failure of the watt-
S21은 전력량계(5)에 센서를 설치하는 것으로, 진단대상의 전력량계에 각각 센서를 설치하는 것이다. S21 is to install a sensor on the watt-
S22는 상기 전력량계(5)를 동작시켜 센서별 고장 진단용 데이터를 획득하는 것이다. S22 is to operate the watt-
S23은 상기 S22에서 획득된 센서별 고장 진단용 데이터와 S10에서 생성한 고장진단용 학습결과 정보를 이용하여 고장 진단 대상 전력량계(5)의 고장을 진단하는 것이다.S23 diagnoses the failure of the watt-
상기 S23은 상기 S22를 통해 획득된 센서별 고장 진단용 데이터와 S10 학습결과정보 생성단계에서 생성한 고장 진단용 학습결과 정보를 이용하여 고장 진단 대상 전력량계의 고장을 진단하는 단계로서, S22에서 획득된 센서별 고장 진단용 데이터로부터 센서별 특성값을 추출하고, 추출된 센서별 특성값을 고장 진단용 학습결과 정보와 비교하여, 고장 진단 대상 전력량계의 정상, 비정상을 판단한다.S23 is a step of diagnosing a failure of the watt-hour meter subject to fault diagnosis using the fault diagnosis data for each sensor obtained through S22 and the learning result information for fault diagnosis generated in the learning result information generation step S10. Characteristic values for each sensor are extracted from the fault diagnosis data, and the extracted characteristic values for each sensor are compared with learning result information for fault diagnosis to determine whether the watt-hour meter subject to fault diagnosis is normal or abnormal.
상기 고장 진단용 학습결과 정보는 정상적 전력량계의 센서별 특성값 범위에 대한 정보와 고장 부위별 비정상적 전력량계의 센서별 특성값 범위에 대한 정보를 포함한다.The learning result information for fault diagnosis includes information on characteristic value ranges for each sensor of a normal watt-hour meter and information about characteristic value ranges for each sensor of an abnormal watt-hour meter for each faulty part.
즉, S23은 추출된 센서별 특성값을 고장 진단용 학습결과 정보와 비교하여, 고장진단대상 전력량계를 가지고 정상 또는 비정상을 판단하는 과정이다.That is, S23 is a process of comparing the extracted characteristic value for each sensor with the learning result information for fault diagnosis, and determining whether it is normal or abnormal using the watt-hour meter to be fault-diagnosed.
상기 고장 진단용 학습결과 정보는 정상인 전력량계의 센서별 특성값 범위에 대한 정보와 고장 부위별 비정상인 전력량계의 센서별 특성값 범위에 대한 정보를 포함하고 있기 때문에, 추출된 센서별 특성값을 고장 진단용 학습결과 정보와 비교한다는 것은 추출된 센서별 특성값을 정상인 전력량계의 센서별 특성값 범위와 비교하는 것과 추출된 센서별 특성값을 고장 부위별 비정상인 전력량계의 센서별 특성값 범위와 서로 비교하는 것을 의미한다.Since the learning result information for fault diagnosis includes information on the characteristic value range of each sensor of a normal watt-hour meter and information about the characteristic value range of each sensor of an abnormal watt-hour meter by faulty part, the extracted characteristic value of each sensor is used for fault diagnosis learning Comparing with the result information means comparing the extracted characteristic value of each sensor with the characteristic value range of each sensor of a normal watt-hour meter and comparing the extracted characteristic value of each sensor with the characteristic value range of each sensor of an abnormal watt-hour meter for each faulty part. do.
예를 들어, 고장 진단용 학습결과 정보가 전력량계에 설치한 가속도 센서(미도시)의 정상 특성값 범위가 1~5, MCU(10)가 고장 시의 가속도 센서의 비정상 특성값 범위가 6~10, 계량IC(20) 고장 시의 가속도 센서의 비정상 특성값 범위가 8~13이라고 가정하는 경우, 획득한 고장 진단용 데이터로부터 추출한 가속도 센서의 특성값을 상기 가속도 센서의 정상 특성값 범위 1~5, MCU(10) 고장 시의 가속도 센서의 비정상 특성값 범위 6~10, 계량IC(20) 고장 시의 가속도 센서의 비정상 특성값 범위 8~13과 비교하는 것이다.For example, the normal characteristic value range of the acceleration sensor (not shown) installed in the watt-hour meter in the learning result information for fault diagnosis is 1 to 5, the abnormal characteristic value range of the acceleration sensor when the
비교 결과, 고장 진단용 데이터로부터 추출한 가속도 센서의 특성값이 가속도 센서의 정상 특성값 범위인 1~ 5에 속하면 정상, MCU(10)가 고장 시의 가속도 센서의 비정상 특성값 범위인 6~ 10에 속하면 MCU(10)가 고장, 계량IC(20) 고장 시의 가속도 센서의 비정상 특성값 범위인 8~ 13에 속하면 계량IC(20)의 고장으로 판단한다. 상기 경우라면 MCU(10)와 계량IC(20)가 고장난 것으로 판단하는 것이다.As a result of comparison, if the characteristic value of the acceleration sensor extracted from the fault diagnosis data falls within the normal characteristic value range of 1 to 5 of the acceleration sensor, it is normal. If it belongs, the
상기와 같은 방법을 통하여, 전력량계의 진단방법은 사용자가 고장 진단 대상 전력량계의 특정 고장 부위를 정확히 파악하여 신속하게 조치하도록 하므로, 종래처럼 이상 여부를 판단하기 위해 불필요 또는 무분별하게 점검하거나 특정 고장 부위를 판단할 수 없게 되어 전체를 교체하는 등의 문제를 해결할 수 있게 된다.Through the above method, the watt-hour meter diagnosis method allows the user to accurately identify the specific faulty part of the watt-hour meter subject to fault diagnosis and take action quickly. It becomes impossible to judge, so you can solve problems such as replacing the whole thing.
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains as described above will understand that it can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative and not limiting.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
5 : 전력량계 10 : MCU
11 : 전압센서 12 : 전류센서
20 : 계량 IC 21 : 전압센서
22 : 전류센서 30 : 상위서버
40 : 통신모듈 50 : 스마트 센서
60 : 중계기 90 : 단말기
100 : 운영서버 110 : 제어부
120 : 통신모듈 130 : DB모듈
140 : AI 모듈 141 : 학습유닛
142 : 분석유닛 143 : 판단유닛
M : 모니터링 장치 151 : 진동감지모듈
152 ; 전압감지모듈 153 ; 전류감지모듈
154 : 전원공급모듈 155 : 통신모듈
156 : 저장모듈 157 : 표시모듈
200 : 게이트 웨이
250 : 유무선 통신망 300 : 관리서버 5: power meter 10: MCU
11: voltage sensor 12: current sensor
20: weighing IC 21: voltage sensor
22: current sensor 30: upper server
40: communication module 50: smart sensor
60: repeater 90: terminal
100: operation server 110: control unit
120: communication module 130: DB module
140: AI module 141: learning unit
142: analysis unit 143: judgment unit
M: monitoring device 151: vibration sensing module
152;
154: power supply module 155: communication module
156: storage module 157: display module
200: Gateway
250: wired/wireless communication network 300: management server
Claims (4)
상기 전압센서와 상기 전류센서로부터 생성되는 전력량의 계산 및 계측된 데이터를 저장하며, 상기 계측된 데이터를 모니터링하여 자체 설정된 주기에 따라 데이터를 외부에 전송하는 MCU; 및
상기 MCU의 계측된 데이터와 오차정밀도를 모니터링하여, 상기 전력량계와의 오차를 비교하여 오차가 발생하면, 상기 MCU에 필요한 오차 보정값을 통보하고, 알람을 울리도록 하는 계량 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계.
In a watt-hour meter that measures voltage, current and phase from a current sensor and a voltage sensor,
an MCU for calculating the amount of power generated from the voltage sensor and the current sensor and storing the measured data, monitoring the measured data and transmitting the data to the outside according to a self-set cycle; and
and a metering IC that monitors the measured data and error accuracy of the MCU, compares the error with the watt-hour meter, and notifies the MCU of an error correction value required and sounds an alarm when an error occurs. A power meter that can calculate the error correction value for
상기 전력량계와 이격 형성되어, 상기 MCU에서 송신한 데이터를 수신하여, 취합 및 저장하는 상위서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계.
According to claim 1,
The watt-hour meter capable of calculating an error correction value, further comprising an upper server that is formed apart from the watt-hour meter and receives, collects, and stores the data transmitted from the MCU.
상기 상위서버는 상기 계량 IC로부터 오차 보정값을 전송받아, 펌웨어 업데이트를 통하여 오차 보정 값을 변경할수 있도록 하기 위하여, 상위시스템으로 전송하는 것을 특징으로 하는 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계.
According to claim 1 or 2,
The upper server receives the error correction value from the metering IC and transmits the error correction value to the upper system so that the error correction value can be changed through firmware update.
상기 계량 IC는 상기 오차 보정값을 내부에 내장되어 있는 알고리즘을 이용하여 자동 계산하는 것을 특징으로 하는 오차보정값을 계산할 수 있는 전력량계.
According to claim 1 or 2,
The metering IC automatically calculates the error correction value using an internal algorithm.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020210163742A KR20230076630A (en) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | Digital power meter capable of culculating aberration correction value |
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
KR20080010171A (en) | 2006-07-26 | 2008-01-30 | 한국전력공사 | Portable error testing device and method for measurment apparatus of electric power volume |
KR20130073659A (en) | 2011-12-23 | 2013-07-03 | (주)에디테크 | Instrument and method to obtain ratio error of current transformer for watt-hour-meter |
KR20200095069A (en) | 2019-01-31 | 2020-08-10 | 주식회사 남전사 | Portable error corection apparatuse for Internet of Things meter |
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2021
- 2021-11-24 KR KR1020210163742A patent/KR20230076630A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal |