KR100635700B1 - 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한시스템 - Google Patents

전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한시스템 Download PDF

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KR100635700B1
KR100635700B1 KR1020050055627A KR20050055627A KR100635700B1 KR 100635700 B1 KR100635700 B1 KR 100635700B1 KR 1020050055627 A KR1020050055627 A KR 1020050055627A KR 20050055627 A KR20050055627 A KR 20050055627A KR 100635700 B1 KR100635700 B1 KR 100635700B1
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강영석
이상윤
정영호
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한국전력공사
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Abstract

이 발명은, 전력선통신에 인터넷을 접목하여 원격 검침 및 원격 변압기 감시 기능 이외에도 다양한 부가 서비스를 통합하여 제공할 수 있으며, 별도의 통신망 구축 비용없이 기존의 전력선망을 활용하여 인터넷 서비스 및 홈서비스를 제공할 수 있으며, 고속의 전력선통신 기반으로 원격검침과 변압기감시 등 전력IT 데이타를 실시간으로 제공하면서 원격검침, 변압기감시, 초고속인터넷, 가전기기제어, 방범 방재 등 다양한 부가서비스를 동시에 제공할 수 있도록 접목함으로써 기존 전력설비의 활용성을 극대화시킨, 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템에 관한 것으로서,
수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계와, 상기 전자식전력량계로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버로 송신하며 하위의 전자식전력량계와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부와, 정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분 석 업무를 수행하는 통합서버와, 수용가에 설치되어 있는 정보단말기로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계로 전송하는 고속 전력선통신 모듈을 포함하여 이루어진다.
전자식전력량계, 데이터수집부, 통합서버, 정보단말기, 게이트웨이

Description

전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템{System for integration of the internet and AMR by using power line communication}
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 전자식 전력량계의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 데이터 수집장치의 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 인터넷 서비스 관련 구성도이다.
도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 홈서비스 관련 구성도이다.
도 6은 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 통신신호 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 전자식 전력량계 20 : 데이터수집부
30 : 고속전력선통신모듈 50 : 통합서버
60 : 정보단말기 70 : 게이트웨이
이 발명은 전력선통신(Power Line Communication, PLC) 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 전력선통신에 원격검침과 인터넷을 접목하여 원격 검침 및 원격 변압기 감시 기능 이외에도 다양한 부가 서비스를 통합하여 제공할 수 있으며, 별도의 통신망 구축 비용없이 기존의 전력선망을 활용하여 인터넷 서비스 및 홈서비스를 제공할 수 있으며, 고속의 전력선통신 기반으로 원격검침과 변압기감시 등 전력IT 데이타를 실시간으로 제공하면서 원격검침, 변압기감시, 초고속인터넷, 가전기기제어, 방범 방재 등 다양한 부가서비스를 동시에 제공할 수 있도록 접목함으로써 기존 전력설비의 활용성을 극대화시킨, 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템에 관한 것이다.
전기, 수도, 가스 등의 검침을 유선으로 또는 무선으로 원격지에서도 수행할 수 있는 원격 검침장치에 대한 개발이 진행되어오고 있다.
또한, 전기분야에서는 원격 검침 기능과 함께 원격 변압기 감시를 위한 독립된 시스템이 제작되거나, 업무별로 별도의 시스템이 개발되어 왔다.
그러나, 이와 같은 종래의 원격 검침 및 원격 변압기 감시를 위한 시스템은 각각의 시스템을 연계하거나 통합 구축시, 시스템의 프로토콜 등의 호환성 문제가 발생되는 문제점이 있다.
한편, 종래에는 전력선통신방식(PLC)을 활용한 업무영역 확대 및 광대역통신방식의 급속한 발전으로 전력선 통신기술이 저압에서는 이미 상용화되었으며, 고압에서도 수년후에 상용화될 예정이다.
원격 검침 및 원격 변압기 감시 분야에서는 이와 같이 상용화된 저압의 전력선 통신기술을 이용하고 있다.
그러나, 전력선 통신기술이 고압에서 상용화되는 경우에 전력선통신이 고속으로 이루어짐에도 불구하고, 현재까지는 저압에서와 같이 단순히 원격 검침 또는 원격 변압기 감시 분야에서밖에 이용할 수가 없어 비경제적인 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력선통신에 인터넷을 접목하여 원격 검침 및 원격 변압기 감시 기능 이외에도 다양한 부가 서비스를 통합하여 제공할 수 있는, 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 별도의 통신망 구축 비용없이 기존의 전력선망을 활용하여 인터넷 서비스 및 홈서비스를 제공할 수 있는, 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 고속의 전력선통신 기반으로 원격검침과 변압기감시 등 전력IT 데이타를 실시간으로 제공하면서 원격검침, 변압기감시, 초고속인터넷, 가전기기제어, 방범 방재 등 다양한 부가서비스를 동시에 제공할 수 있도록 접목함으로써 기존 전력설비의 활용성을 극대화시킨, 전력선통신을 이용한, 원격검침 과 인터넷 기능을 접목한 시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계와, 상기 전자식전력량계로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버로 송신하며 하위의 전자식전력량계와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부와, 정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행하는 통합서버와, 수용가에 설치되어 있는 정보단말기로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계로 전송하는 고속 전력선통신 모듈을 포함하여 이루어진다.
이 발명의 구성은, 상기한 전자식 전력량계는, 수용가에 인입되는 전기회로 상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 아날로그 전압, 전류 값으로 변환 검출하여 메모리에 저장보존하는 전력량계부와, 전력선통신 인터페이스 기능을 담당하며, 통신 펌웨어를 탑재하여 어플리케이션을 구동하고 관리하며, 옥내 및 옥외의 고속 전력선통신 디바이스와의 통신을 수행하는 전력선통신모듈부와, 전력선에 통신신호를 결합시키며 옥내 및 옥외의 고주파 신호를 분리하여 동일 전력선상의 전력품질을 확보하는 필터/커플러부를 포함하여 이루어지고,
상기한 전력선통신모듈부는, 상기 전력선통신 인터페이스 고유의 기능을 담당하며, 통신 펌웨어(Firmware)를 탑재하여 어플리케이션을 구동하고 관리하는 역할을 수행하며, 전력량계부 CPU와의 데이터 인터페이스를 수행하는 CPU와, 고속전력선통신 칩으로서 옥내의 고속 전력선통신 디바이스와의 통신을 수행하는 제1 고속 듀얼칩과, 고속전력선통신 칩으로서 옥외의 고속전력선통신 디바이스와의 통신을 수행하는 제2 고속 듀얼칩을 포함하여 이루어지며,
상기한 필터/커플러부는, 전력선에 통신신호를 결합시키기 위한 커플링회로와 옥내 및 옥외의 고주파 신호를 분리하여 동일 전력선상의 전력품질 확보를 위한 필터회로로 구성되는 필터/커플러를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 수용가의 각종 기기들과과 통신하여 각종정보를 수집, 저장하고, 데이터수집부와 통신하여 최종적으로 서버부와 통신하는 게이트웨이를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 통합서버는 통신부하를 줄이고 향후 타 시스템과 데이터 링크(Data Link)를 위한 FEP를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 구성은, 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계(10)와, 상기 전자식전력량계(10)로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버(50)의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버(50)로 송신하며 하위의 전자식전력량계(10)와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부(20)와, 정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부(20)와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행하는 통합서버(50)와, 수용가에 설치되어 있는 정보단말기(60)로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계(10)로 전송하는 고속 전력선통신 모듈(30)과, 수용가의 각종 기기들과과 통신하여 각종정보를 수집, 저장하고, 데이터수집부(20)와 통신하여 최종적으로 서버부(50)와 통신하는 게이트웨이(70)를 포함하여 이루어진다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 전자식 전력량계의 구성도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 전자식 전력량계(10)의 구성은, 수용가에 인입되는 전기회로 상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 아날로그(Analog) 전압, 전류 값으로 변환 검출하여 메모리에 저장보존하는 전력량계부(11)와, 전력선통신 인터페이스 기능을 담당하며, 통신 펌웨어(Firmware)를 탑재하여 어플리케이션을 구동하고 관리하며, 옥내 및 옥외의 고속 전력선통신 디바이스(Device)와의 통신을 수행하는 전력선통신모듈부(12)와, 전력선에 통신신호를 결합시키며 옥내 및 옥외의 고주파 신호를 분리하여 동일 전력선상의 전력품질을 확보 하는 필터/커플러부(13)를 포함하여 이루어진다.
상기 전력랑계부(11)의 구성은, 수용가에 인입되는 전기회로 상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 아날로그(Analog) 전압, 전류 값으로 변환 검출하여 CPU(14)에 전송하는 계량부(16)와, 계량부(16)로부터 수신된 아날로그(Analog) 값을 디지탈(Digital) 값으로 변환하고 표시 및 저장 명령을 송출하는 CPU(14)와, CPU(14)로부터 수신된 디지탈(Digital) 값을 표시창에 표시하고, 기타 전력량계의 부가 정보를 표시하는 표시부(15a)와, CPU(14)로부터 수신된 계량값을 메모리에 저장하여 보존하는 저장부(15b)를 포함하여 이루어진다.
상기한 전력선통신모듈부(12)의 구성은, 전력선통신 인터페이스 고유의 기능을 담당하며, 통신 펌웨어(Firmware)를 탑재하여 어플리케이션을 구동하고 관리하는 역할을 수행하며, 전력량계부 CPU(14)와의 데이터 인터페이스를 수행하는 CPU(17)와, 고속전력선통신 칩으로서 옥내의 고속 전력선통신 디바이스(Device)와의 통신을 수행하는 제1 고속 듀얼칩(18a)과, 고속전력선통신 칩으로서 옥외의 고속전력선통신 디바이스(Device)와의 통신을 수행하는 제2 고속 듀얼칩(18b)을 포함하여 이루어진다.
상기한 필터/커플러부(13)의 구성은, 전력선에 통신신호를 결합시키기 위한 커플링회로와 옥내 및 옥외의 고주파 신호를 분리하여 동일 전력선상의 전력품질 확보를 위한 필터회로로 구성되는 필터/커플러(19a, 19b)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템의 작용은 다음과 같다.
본 시스템은 고속 전력선통신 기반으로 주택가 변대주에서 수용가 댁내까지 저압배전선을 이용하여 통신하기 위한 것으로서, 본 시스템은 크게 센터, 옥외, 옥내로 구성됨과 동시에 본 시스템의 동작은 크게 원격검침, 변압기감시, 인터넷 서비스, 홈서비스로 구분할 수 있으며 이를 세부적으로 설명하기로 한다.
1. 원격검침
전자식전력량계(10)는 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 표시창에 디스플레이(Display)한다. 그리고 데이터수집부(20)로부터 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송한다. 또한 전자식전력량계(10)는 자체 정전 보상용 배터리를 내장하여 정전시에도 기록된 데이터를 보존한다. 또한, 전자식전력량계(10)는 고속전력선통신 듀얼칩(Dual Chip) (18a, 18b)을 내장하여 원격검침을 하면서 인터넷 서비스와 함께 방범, 방재, 조명제어 등의 홈서비스의 제공이 가능하도록 한다.
이와 같이 옥내 저압배전선 인입단에 설치되어 원격검침 및 전력선통신신호 중계 역할을 수행하는 전자식전력량계(10)는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 전력량계부(11), 전력선통신모듈부(12), 필터/커플러부(13)로 구성되며, 전력량계부(11)에서 검침된 전력량을 전력선통신모듈부(12)에 의해 전력선통신 신호로 변환하고, 필터/커플러부(13)의 커플링 과정을 거쳐 전력선을 통해 전송한다.
상기한 전력량계부(11)의 계량부(16)는 수용가에 인입되는 전기회로 상의 전 압, 전류를 계량 가능한 2차 아날로그(Analog) 전압, 전류 값으로 변환 검출하여 CPU(14)에 전송한다. 상기한 전력량계부(11)의 CPU(14)는 계량부(16)로부터 수신된 아날로그(Analog) 값을 디지탈(Digital) 값으로 변환하고 표시 및 저장 명령을 송출한다. 상기한 전력량계부(11)의 표시부(15a)는 CPU(14)로부터 수신된 디지탈(Digital) 값을 표시창에 표시하고, 기타 전력량계의 부가 정보를 표시한다. 상기한 전력량계부(11)의 저장부(15b)는 CPU(14)로부터 수신된 계량값을 메모리에 저장하여 보존한다.
상기한 전력선통신모듈부(12)의 CPU(17)는 전력선통신 인터페이스 고유의 기능을 담당하며, 통신 펌웨어(Firmware)를 탑재하여 어플리케이션을 구동하고 관리하는 역할을 수행하며, 또한 전력량계부 CPU(14)와의 데이터 인터페이스를 수행한다. 상기한 전력선통신모듈부(12)의 고속 듀얼칩(18a, 18b)은 고속전력선통신 칩으로서, 제1 고속 듀얼칩(18a)은 옥내의 고속 전력선통신 디바이스(Device)와의 통신을 수행하며, 제2 고속 듀얼칩(18b)은 옥외의 고속전력선통신 디바이스(Device)와의 통신을 수행한다.
상기한 필터/커플러부(13)의 필터/커플러(19a, 19b)는 전력선에 통신신호를 결합시키기 위한 커플링회로와 옥내 및 옥외의 고주파 신호를 분리하여 동일 전력선상의 전력품질 확보를 위한 필터회로로 구성된다.
이와 같이 고속전력선통신 듀얼칩(18a, 18b) 내장형 전자식전력량계(10)는 옥내와 옥외의 접점에 위치하여 모든 전력선통신 인터페이스를 관장한다. 즉, 옥내의 모든 데이터 신호를 수신 받아 상위 데이터수집부(20)로 전송하며, 또한 데이터 수집부(20)의 모든 명령 및 제어신호를 수신 받아 옥내로 전송하기도 한다. 이는 데이터수집부(20)가 옥내에 위치한 다수 디바이스(Device)와 직접통신을 회피하도록 하여 데이터수집부(20)의 통신부하를 고속전력선통신 듀업칩 내장형 전자식전력량계(10)에 분산시킴으로써 효율적인 데이터 통신을 수행하게 됨과 동시에, 시스템 운영 및 유지보수 차원에서도 매우 효과적이다.
상기한 데이터수집부(20)는 수용가측 저압배전선 인입단에 설치된 다수의 전자식전력량계(10)와 고속전력선통신을 수행한다. 즉, 상기한 데이터수집부(20)는 전자식전력량계(10)에 검침정보 전송을 요청하고, 전자식전력량계(10)로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관한다. 그리고, 데이터수집부(20)는 통합서버(50)의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 데이터수집장치용 고속전력선통신모뎀(23)과 전용선모뎀(24)을 거쳐 통합서버(50)로 송신한다. 또한, 데이터수집부(20)는 하위의 전자식전력량계(10)와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행한다.
상기한 통합서버(50)는 통합센터에 설치되어 정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부(20)와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행한다. 즉, 통합서버(50)는 TCP/IP를 기반으로 하는 데이터통신망(HFC 망, 광통신망 등)을 통하여 수용가 주변 변대주에 설치된 다수의 데이터수집부(20)와 연결되어 실시간으로 검침정보 수집 및 모니터링을 위한 데이터 통신을 수행하며, 이러한 데이터통신 과정을 통해 고객정보에서부터 전력사용량, 계량기 상태 정보에 이르기까지 모든 정보 수집이 가능하고 요금부과, 각종 통계분석 및 전력품질 확인이 가능하다.
상기한 통합서버(50)의 통신부하를 줄이고 향후 타 시스템과 데이터 링크(Data Link)를 위하여 통합서버(50)의 전단에 FEP(Front End Processor) 장치(51)를 설치한다. 통합서버(50)의 모든 제어명령 및 데이터는 FEP(51)를 거쳐 데이터수집부(20)로 전송된다. 이에 데이터수집부(20)는 수신된 명령을 분석하여 해당 정보 및 응답을 다시 FEP(51)을 통해 통합 서버(50)로 전송한다. 그 전에 데이터수집부(20)는 자체 메모리(ROM)에 입력된 펌웨어(Firmware)의 검침주기에 따라 수용가에 설치된 다수의 전자식전력량계(10)의 검침정보를 주기적으로 요청하여 최신 검침정보 및 장비상태 정보를 수집한다. 또한 하위 디바이스(Device)의 제어명령에 대한 응답도 전자식전력량계(10)로부터 수신 받아 통합서버(50)로 전송한다.
따라서 본 발명은, 기존의 인력검침에 의존하던 검침업무를 원격검침방식으로 수행하기 때문에 실시간적으로 정확한 검침업무를 수행할 수 있으며, 전기/수도/가스 등의 통합검침을 통해 동종 업무에 중복 인력투입 회피로 인건비 절감효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 전력선망에 전력과 통신신호를 중첩하여 사용하면서 변압기의 상시 원격자동감시가 가능하며 해당지역에 대한 전력사고 예측 및 사전 예방을 통하여 수용가에 안정적인 전력공급이 가능하다.
2. 원격 변압기 감시
데이터수집부(20)는 내부에 A/D(Analog to Digital) 기능을 내장하여, 차단 기(21)를 통하여 인가되는 3상 주상변압기(40)에 대한 전압/전류의 아날로그 값을 감지하여 디지털 값으로 변환하고 이러한 변압기 감시정보를 저장매체에 저장한다. 그리고, 이와 같이 저장매체에 저장된 변압기감시 정보는 통합서버(50)의 요청에 의해 데이터수집장치용 고속전력선통신모뎀(23)과 전용선모뎀(24)을 거쳐 통합서버(50)로 송신된다.
상기한 통합서버(50)는 통합센터에 설치되어 정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부(20)와의 통신을 통하여, 변압기 정보의 각종 통계분석 업무를 수행한다.
사용자는 이같은 정보를 통해 해당 변압기(40)가 담당하는 셀(배전구간)에 대한 전력부하상태를 감시할 수 있을 뿐만 아니라, 수용가 검침정보와 해당 변압기감시정보를 비교하여 무효전력량 및 발생원인(도전, 누전 등) 분석이 가능하다.
3. 인터넷 서비스
고속 듀얼칩(18a, 18b)을 포함하여 구성된 전자식전력량계(10)의 전력선통신모듈부(12)는 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공한다.
상기한 인터넷서비스는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 사용자가 수용가에 설치되어 있는 정보단말기(60)를 조작하면, TCP/IP 통신신호가 인터넷용 고속전력선통신모뎀(30)에 전달되어 전력선통신용 고주파 신호로 변환되어 전자식전력량계(10)로 전송된다.
이와 같이 전자식전력량계(10)로 전송된 신호는 전자식전력량계(10)에 내장 된 고속전력선통신모듈부(12)의 중계과정을 거쳐 변대주의 데이터수집장치용 고속 전력선통신모뎀(23)으로 전송되고, 데이터수집장치용 고속전력선통신모뎀(23)은 이와 같이 수신된 전력선통신 고주파 신호를 이더넷(Ethernet) 신호로 변환하여 상위 전용선모뎀(24)을 통하여 정보통신 전용선을 통해 정보통신망(Web) (80)에 연결됨으로써 서비스가 제공되도록 한다.
수용가측의 상기한 고속 전력선통신 모뎀(30)은 정보단말기(60)의 네트워크 카드 이더넷 포트(Network Card Ethernet Port)와 UTP 케이블로 연결되어 정보단말기(60)의 TCP/IP 신호를 수십MHz 전력선통신 고주파 신호로 변조 및 복조하여 고속전력선통신을 수행함으로써 TCP/IP를 기반으로 하는 정보통신전용망을 통하여 통합서버(50)와 데이터통신을 수행한다.
즉, 상기한 고속 전력선통신 모뎀(30)은 내부에 이더넷통신부를 내장하여 전용선모뎀(24) 및 데이터수집장치(25)와 이더넷(Ethernet) 통신을 수행하며 수신된 이더넷(Ethernet) 신호를 고주파 전력선통신 신호로 변조 및 복조하여 하위의 전자식전력량계(10)의 고속전력선통신모듈(18a)과 고속 전력선통신통신을 수행한다. 또한 자체 딥스위치(Dip Switch)를 이용하여 전력선구간의 통신채널 및 그룹 설정이 가능하며 최대 28개의 통신채널을 구성할 수 있다. 이때 1:N의 멀티다중접속(Carrier Sense Multple Access : CSMA) 통신이 가능하게 된다.
또한, 상기한 고속전력선통신모뎀(30)은 전자식전력량계(10)로부터 수신된 고속전력선통신신호를 TCP/IP신호로 변환하여 각 디바이스(Device)와 통신을 수행한다.
4. 홈서비스
옥내에서 발생되는 각종 통신신호는 전자식전력량계(10)를 통해 고속전력선통신 신호로 데이터수집부(20)를 경유하여 통합서버(50)로 전송된다.
전자식전력량계(10)는 고속전력선통신 듀얼칩(Dual Chip)(18a, 18b)을 내장하여 원격검침과 초고속인터넷을 하면서 방범, 방재, 조명제어 등 홈서비스 제공이 가능하도록 한다. 이를 위하여, 고속 듀얼칩(18a, 18b)이 내장된 전력선통신모듈부(12)는 고속전력선통신 환경에서 홈게이트웨이(70)와의 고속전력선통신 통신을 할 수 있도록 설계되어 옥내와 옥외의 전력선통신 중계역할을 수행한다.
상기한 홈게이트웨이(70)는 댁내의 각종 기기들과(원격검침기기, 정보단말장치, 가전기기, 부하제어기기 등)과 통신하여 각종정보를 수집, 저장하고, 디스플레이장치를 통하여 사용자와 인터페이스 기능을 제공하며, 상위시스템인 데이터수집부(20)와 통신하여 최종적으로 통합 서버부(50)와 통신하는 장치를 말한다.
상기한 데이터수집부(20)는 홈네트워크시스템 적용시 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 통합서버(50)로부터 각종 제어신호를 받아 수용가의 홈게이트웨이(70)를 제어한다.
댁내에서 수도, 가스 등 통합검침을 위해서는 기존 주택의 경우 RF통신을 이용하여 각종 RF 모듈(72)과 통신을 수행하고, 인터넷 서비스는 대용량의 데이터 전송을 위해 고속전력선통신모듈(30)을 이용하는데 반하여, 가전기기 제어는 저속전력선통신 통신(71)을 이용하여 통신을 수행한다.
상기한 RF모듈(72)은 각종 검침기기(수도, 가스 등)에서 발생되는 펄스신호 를 RF 신호로 변환하여 홈게이트웨이(70)로 RF 통신을 통해 데이터(Data)를 송수신하는 신호변환 장치를 말한다.
본 발명은 크게 2가지 발명개념 요소가 묶여져 있다. 첫째 전력선통신(전력선통신)을 이용하여 전자식전력량계에 전력선통신 듀얼칩(Dual Chip)을 내장하여 원격검침과 초고속 인터넷서비스를 접목한 비즈니스 모델이라는 점이며, 둘째 원격검침과 인터넷 접목시스템이 확장성을 갖도록 설계되어 전력선통신을 이용하여 통합검침과 홈네트워크 등 다양한 부가서비스를 수용할 수 있는 시스템이라는 점이다.
도 6은 이와 같은 본 발명의 시스템의 전체적인 통신신호체계를 도시화 한 것으로 각 구간별 통신신호 변화를 설명하고 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 원격검침과 변압기 감시 등 전력 IT분야와 초고속데이타를 전송할 수 있는 인터넷의 접목을 통해 다양한 부가서비스를 제공할 수 있는 기능을 구현이 가능하며, 초고속통신망이 포화상태에 있는 우리나라에서 홈네트워크 시장 진입시 경쟁력 확보가 가능하며, 댁내에 있는 콘센트에 접속만 하면 별도의 통신망 구축 비용없이 전력선망을 활용하여 전기, 수도, 가스 등 통합검침과 인터넷 그리고 가전기기제어, 방범, 방재 등 홈네트워크를 할 수 있으며, 향후 홈오토메이션 도입시 옥내 가전기기의 원격제어로 수요관리가 가능하며 불필요한 에너지 낭비를 억제함으로써 국가차원의 전력에너지 절감효과를 기대할 수 있으며, 접목시스템을 활용하여 댁내에 원하는 장소 어디에서나 전력선을 이용한 초고속인터넷서비스 및 다양한 홈네트워크서비스를 구현 할 수 있으며, 전력IT 기술과 초고 속인터넷 기술을 접목한 전력선통신기반의 신규 사업모델을 제시해 주고 있으며, 향후 전력선통신 기반의 홈네트워크 시장 활성화에 기대 효과가 크며, 전자식전력량계에 전력선통신 듀얼칩(Dual Chip)을 내장하여 원격검침과 인터넷 그리고 홈네트워크가 가능하도록 개발된 접목시스템으로서 전국에 산재되어 있는 전력선망에 접목시스템을 접속하면 별도의 통신망 구축 비용 없이 전력선통신이 가능하므로 매우 경제적인 효과가 있다.
이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 전력선통신에 인터넷을 접목하여 원격 검침 및 원격 변압기 감시 기능 이외에도 다양한 부가 서비스를 통합하여 제공할 수 있으며, 별도의 통신망 구축 비용없이 기존의 전력선망을 활용하여 인터넷 서비스 및 홈서비스를 제공할 수 있으며, 고속의 전력선통신 기반으로 원격검침과 변압기감시 등 전력IT 데이타를 실시간으로 제공하면서 원격검침, 변압기감시, 초고속인터넷, 가전기기제어, 방범 방재 등 다양한 부가서비스를 동시에 제공할 수 있도록 접목함으로써 기존 전력설비의 활용성을 극대화시킨, 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계;
    상기 전자식전력량계로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버로 송신하며 하위의 전자식전력량계와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부;
    정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행하는 통합서버; 및
    수용가에 설치되어 있는 정보단말기로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계로 전송하는 고속 전력선통신 모듈을 포함하여 이루어지며,
    상기한 통합서버는, 통신부하를 줄이고 향후 타 시스템과 데이터 링크(Data Link)를 위한 FEP를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계;
    상기 전자식전력량계로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버로 송신하며 하위의 전자식전력량계와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부;
    정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행하는 통합서버; 및
    수용가에 설치되어 있는 정보단말기로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계로 전송하는 고속 전력선통신 모듈을 포함하여 이루어지며,
    상기한 전자식 전력량계는, 수용가에 인입되는 전기회로 상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 아날로그 전압, 전류 값으로 변환 검출하여 메모리에 저장보존하는 전력량계부; 전력선통신 인터페이스 기능을 담당하며, 통신 펌웨어를 탑재하여 어플리케이션을 구동하고 관리하며, 옥내 및 옥외의 고속 전력선통신 디바이스와의 통신을 수행하는 전력선통신모듈부; 및 전력선에 통신신호를 결합시키며 옥내 및 옥외의 고주파 신호를 분리하여 동일 전력선상의 전력품질을 확보하는 필터/커플러부를 포함하여 이루어지며,
    상기한 전력선통신모듈부는, 상기 전력선통신 인터페이스 고유의 기능을 담당하며, 통신 펌웨어(Firmware)를 탑재하여 어플리케이션을 구동하고 관리하는 역할을 수행하며, 전력량계부 CPU(14)와의 데이터 인터페이스를 수행하는 CPU; 고속전력선통신 칩으로서 옥내의 고속 전력선통신 디바이스와의 통신을 수행하는 제1 고속 듀얼칩; 및 고속전력선통신 칩으로서 옥외의 고속전력선통신 디바이스와의 통신을 수행하는 제2 고속 듀얼칩을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기한 필터/커플러부는,
    전력선에 통신신호를 결합시키기 위한 커플링회로와 옥내 및 옥외의 고주파 신호를 분리하여 동일 전력선상의 전력품질 확보를 위한 필터회로로 구성되는 필터/커플러를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템.
  8. 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계;
    상기 전자식전력량계로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버로 송신하며 하위의 전자식전력량계와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부;
    정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행하는 통합서버; 및
    수용가에 설치되어 있는 정보단말기로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계로 전송하는 고속 전력선통신 모듈을 포함하여 이루어지며,
    수용가의 각종 가전기기들과 통신하여 각종정보를 수집, 저장하고, 데이터 수집부와 통신하여 최종적으로 서버부와 통신하는 게이트웨이를 더 포함함과 동시에 상기한 가전기기 제어는 저속전력선통신 통신을 이용하여 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템.
  9. 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계;
    상기 전자식전력량계로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버로 송신하며 하위의 전자식전력량계와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부;
    정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행하는 통합서버; 및
    수용가에 설치되어 있는 정보단말기로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계로 전송하는 고속 전력선통신 모듈을 포함하여 이루어지며,
    상기한 데이터 수집부는, 전력선통신 고주파 신호를 이더넷(Ethernet) 신호로 변환하여 출력하는 데이터 수집을 위한 고속전력선통신모뎀; 및 상기 이더넷(Ethernet) 신호를 전송하는 전용선모뎀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템.
  10. 수용가측 저압배전선 인입단에 설치되어 수용가에 인입되는 전기회로상의 전압, 전류를 계량 가능한 2차 전압, 전류로 변환 검출하여 전력량을 계량하고, 계량값을 자체 저장매체에 보관하며 검침정보 전송 요청이 있을시 저장된 정보를 전력선통신신호로 변환 전송하며 고속전력선통신 환경에서 수용가내의 초고속 인터넷서비스를 안정적으로 제공하는 전자식 전력량계;
    상기 전자식전력량계로부터 수신된 검침정보를 자체 저장매체에 보관하며 통합서버의 자료 요청이 있을시 해당 자료를 데이터통신용 신호로 변조하여 데이터통신망을 통해 통합서버로 송신하며 하위의 전자식전력량계와 통신유지 및 검사를 위해 일정시간 간격으로 주기적인 스캔(SCAN) 작업을 수행하는 데이터 수집부;
    정보통신 전용망을 통해 원격지에 연결된 다수의 데이터수집부와의 통신을 통하여, 검침 및 제어, 요금부과, 각종 통계분석 업무를 수행하는 통합서버; 및
    수용가에 설치되어 있는 정보단말기로부터 전달되는 TCP/IP 통신신호를 전력선통신용 고주파 신호로 변환하어 전자식전력량계로 전송하는 고속 전력선통신 모듈을 포함하여 이루어지며,
    상기한 수용가측 고속 전력선통신 모뎀은, 내부에 이더넷통신부를 내장하여 전용선모뎀 및 데이터수집장치와 이더넷(Ethernet) 통신을 수행하며 수신된 이더넷(Ethernet) 신호를 고주파 전력선통신 신호로 변조 및 복조하여 하위의 전자식전력량계의 고속전력선통신모듈과 고속 전력선통신통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력선통신을 이용한, 원격검침과 인터넷 기능을 접목한 시스템.
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