KR100666511B1 - 복합 통신망을 이용한 저압 수용가용 전력부가정보 시스템 - Google Patents

복합 통신망을 이용한 저압 수용가용 전력부가정보 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합 통신망(전력선 및 무선통신)을 이용하여 원격검침, 수요관리, 요금체계의 다양화 등과 같은 전력용 부가서비스 체계를 구축하기 위한 전력선 및 무선통신을 이용하여 전력 부가정보 시스템에 관한 것으로서, 본 발명은 전력부가정보, AMR, 배선자동화, 수요관리, 무선인터넷 서비스를 각각 수행하는 복수의 서버; 저압 수용가를 수용하기 위하여 각각의 서비스에 해당하는 서버를 독립적으로 구축하고, 다수의 서버로부터 동시 다발적인 통신 요구를 스케줄링 하는 전력선 통신 FEP(Front End Processor); 변대주의 소정 위치에 구비되며, 장거리 통신망을 통하여 전송된 패킷을 220V 전력선 채널을 통해 재송하는 CCPM; 고주파 신호를 전송하는 한편 무선모뎀 내장으로 무선신호를 수신하여 전력선 통신 모뎀으로 재전송하는 ARPB 및 PPB; 전자식 전력량계와 게이트웨이 기능을 가지며, 원격검침관련 전력선 트래픽 처리, 수요관리, 전력부가서비스를 수행하는 전력량계 내장형 전력선 통신 Gateway; 및 수요관리를 위한 전력선 통신 제어가 가능한 가전기기 및 각종 전력이용 정보 및 부가서비스를 제공받을 수 있도록 하는 말단의 전력 단말기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
복합 통신망(전력선 통신, 무선통신), FEP(Front End Processor), 전력선 통신 Gateway 내장형 전력량계, CCPM(Concentrated Communication Processing Module), 전력선 부가 서비스용 정보 단말 및 서버, ARPB(Active RF PLC Bridge), PPB(Passive PLC Bridge)

Description

복합 통신망을 이용한 저압 수용가용 전력부가정보 시스템{AMR system using Hybrid communiction network}
도 1은 복합 통신망을 이용한 전력 부가서비스 시스템의 전체적인 개념도 이다.
도 2는 CCPM의 시스템 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 전력선 통신 Gateway 내장형 전자식 전력량계의 시스템 구성을 나타낸 것이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
100 : 전력선 200 : 전력선 통신통합 FEP
300 : ARBP 400 : CCPM
500 : 게이트웨이 내장형 전력량계
본 발명은 전력선 및 무선통신을 이용하여 전력 부가정보 시스템에 관한 것이다.
특히 복합 통신망(전력선 및 무선통신)을 이용하여 원격검침, 수요관리, 요 금체계의 다양화 등과 같은 전력용 부가서비스 체계를 구축하기 위한 전력선 및 무선통신을 이용하여 전력 부가정보 시스템에 관한 것이다.
지금까지 통신망의 부재로 인해 전력회사는 수용가에게 단순히 전기만을 공급하는 서비스 업체로서 수동적인 관계유지만을 해왔다.
그러나 최근 전력산업의 개편 및 효율성 제고를 위해 원격검침, 수요관리, 요금체계의 다양화 등과 같은 전력용 부가서비스 체계를 구축해야만 하는 필요성이 제기되었다.
이를 위해서는 정보통신 가입자망 기반기술이 확보되어야 하지만 새로운 통신회선을 구축한다는 것이 큰 문제점으로 남아있다.
최근 기술의 발달로 전기 공급을 목적으로 하는 전력선에 데이터를 주고 받을 수 있는 통신 기술이 결합(일명, '전력선 통신'이라 함), 실용화 및 상용화 되어 가고 있다. 전력선은 이미 전국 방방곳곳에 가가호호마다 연결되어 이미 거대한 네트워크를 이루고 있는 것이 특징이다.
전력산업 효율성 제고를 위해 원격검침, 수요관리, 요금체계의 다양화 등 전력용 부가서비스 체계를 구축해야한다는 필요성이 끊임없이 대두되고 있는 현 시점에서 전력선 통신 기술을 이용하면 저압 수용가에 대한 통신망을 구축할 수 있다. 이는 지능화된 전력기기들을 접속 가능하게 하여 수용가 기기의 전력사용량 확인 및 제어를 가능케 한다.
특히, 저압 배전선은 모든 수용가에 걸쳐 널리 분포되어 있어 통신망을 구성하기 위하여 새로운 투자를 할 필요가 없는 반면, 선로특성이 열악한 단점을 내포 하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복합 통신망(전력선 및 무선통신)을 이용하여 원격검침, 수요관리, 요금체계의 다양화 등과 같은 전력용 부가서비스 체계를 구축하기 위한 전력선 및 무선통신을 이용하여 전력 부가정보 시스템을 제공함에 있다.
즉, 본 발명은 지능화되고 선진화된 전력 공급 및 다양한 전력부가 정보 시스템을 개발할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 저압 배전선에 의해 발생할 수 있는 잡음을 극복하고, 임피던스정합 등을 해결하여 전력선에서의 열악한 통신환경을 극복할 수 있는 한국형 전력부가정보 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 전력부가정보, AMR, 배선자동화, 수요관리, 무선인터넷 서비스를 각각 수행하는 복수의 서버; 저압 수용가를 수용하기 위하여 각각의 서비스에 해당하는 서버를 독립적으로 구축하고, 다수의 서버로부터 동시 다발적인 통신 요구를 스케줄링 하는 전력선 통신 FEP(Front End Processor); 변대주의 소정 위치에 구비되며, 장거리 통신망을 통하여 전송된 패킷을 220V 전력선 채널을 통해 재송하는 CCPM; 고주파 신호를 전송하는 ARPB; 무선모뎀 내장으로 무선신호를 수신하여 전력선 통신 모뎀으로 재전송하는 PPB; 전자 식 전력량계와 게이트웨이 기능을 가지며, 원격검침관련 전력선 트래픽 처리, 수요관리, 전력부가서비스를 수행하는 전력량계 내장형 전력선 통신 Gateway; 및 수요관리를 위한 전력선 통신 제어가 가능한 가전기기 및 각종 전력이용 정보 및 부가서비스를 제공받을 수 있도록 하는 말단의 전력 단말기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 복합 통신망을 이용한 저압 수용가용 전력부가정보 시스템의 구성에 대해 설명하면 다음과 같다.
전력부가정보, AMR, 배선자동화, 수요관리, 무선인터넷 서비스를 각각 수행하는 복수의 서버(10-50)와, 저압 수용가를 수용하기 위하여 각각의 서비스에 해당하는 서버를 독립적으로 구축하고, 다수의 서버로부터 동시 다발적인 통신 요구를 스케줄링 하는 전력선 통신 FEP(Front End Processor, 200)와, 변대주의 소정 위치에 구비되며, 장거리 통신망을 통하여 전송된 패킷을 220V 전력선 채널을 통해 재송하는 CCPM(400)와, 고주파 신호를 전송하는 한편, 무선모뎀 내장으로 무선신호를 수신하여 전력선 통신 모뎀으로 재전송하는 ARPB 및 PPB(300)와, 전자식 전력량계와 게이트웨이 기능을 가지며, 원격검침관련 전력선 트래픽 처리, 수요관리, 전력부가서비스를 수행하는 전력량계 내장형 전력선 통신 Gateway; 및 수요관리를 위한 전력선 통신 제어가 가능한 가전기기 및 각종 전력이용 정보 및 부가서비스를 제공받을 수 있도록 하는 말단의 전력 단말기로 구성된다.
상기 CCPM(400)은 첨부 도면 도 2와 같은 구성요소로 이루어져 있으며, 상기 구성요소들은 장거리 통신망을 통하여 전송된 패킷을 220V 전력선 채널을 통해 재 송하기 위해 필요한 구성요소들이다.
그리고, 상기 ARPB 및 PPB(300)의 PPB는 저압계통이 인접하였을 때 저압 전력선 수용가 확장을 가능하게 한다.
상기 ARPB 및 PPB(300)의 ARPB는 저압계통이 인접하지 않았을 격우 무선을 이용하여 서비스가 가능하도록 하는 한다.
상기 ARPB 및 PPB(300)는 수용가 확장을 위하여 220V 저압선로에 연결되도록 설치된다.
상기 ARPB(300)와 CCPM(400)는 수용가 확장이 용이하도록 상호간에 통신이 가능하도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 복합 통신망을 이용한 저압 수용가용 전력부가정보 시스템의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전력부가 서비스 시스템은 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 크게 전력부가 정보서버(10), AMR 서버(20), 배선자동화 서버(30), 수요관리 서버(40) 및 무선 인터넷 접속서버(50)가 전력선(100)을 통해 전력선 통신 통합 FEP(200)로 통신 요청을 하게 되면, 전력선 통신 통합 FEP(200)는 상기 서버들의 통신요청신호를 수신받아 스케줄링하여 상기 서버들이 단말장치들과 데이터를 송수신 할 수 있도록 한다.
한편, CCPM(400)은 전력선 통신 통합 FEP(200)로부터 일반 장거리 통신망을 통하여 전송된 패킷을 저압 220V 전력선 채널(100)에 재전송한다.
그리고, CCPM(400)은 각 수용가에 설치된 전력선 통신 gateway의 감시 및 관 리기능을 수행한다. 또한 무선 모뎀 및 전력선 모뎀을 내장시켜 수용가 확장을 위해 설치된 ARPB, PPB와 통신을 수행한다.
한편, ARPB 및 PPB(300)은 고주파 신호만을 전송하는 PPB와 무선모뎀 내장으로 무선신호를 수신하여 전력선 통신 모뎀으로 재전송하는 ARPB으로 이루어져 통신 Bridge 기능을 수행한다.
특히, PPB는 두 저압 계통이 인접하였을 경우 저압 전력선 수용가 확장을 가능하게 하고, ARPB는 저압 계통이 인접하지 않았을 경우 무선을 이용하여 브릿지 기능을 수행한다.
또한, ARPB와 ARPB 기기 간 통신을 수행할 수 있게 함으로써 수용가 확장이 용이하게 하였다. 또한 두 기기는 동적으로 전력선 모뎀의 연결 상태 검사 기능도 수행한다.
그리고, 전력선 통신 Gateway내장형 전력량계(500)는 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이 전원부(575), 전원감지부(510), 일반부하 전류감지부(520), A/D 변환부(515)(525), 전력선 통신 게이트웨이(530), 원격통신용 인터페이스(535), 제어부(540), 표시부(545), RTC(550), 보조전원부(555), 전원공급부(560), 메모리부(565) 및 파라미터 설정부(570)로 구성되어 전자식 전력량계와 Gateway 기능을 가진 전력선 통신 모뎀을 일체형으로 구현된다.
상기 전력선 통신 Gateway내장형 전력량계(500)은 원격 검침관련 전력선 트랙픽 처리, 수요관리, 전력부가서비스 등을 위한 옥내 전력 단말용 트래픽의 중계, 옥외 전력선 통신의 중계로 3가지 기능을 가진다.
마지막으로 전력 부가서비스 단말은 수요관리를 위한 전력선 통신 제어가 되는 냉방기기 및 심야 난방기기와 각종 전력이용 정보 및 부가서비스 등을 제공하기 위한 정보단말로서, 사용 전력량의 조회, 요금제도 변경, 각종 휴전 정보 및 전기이용 정보 표시 등과 같이 전력 이용에 관한 정보 뿐만이 아니라 사용 전력 계량기능, On/Off제어 기능, 시스템 상태 수집기능과 같은 전력 사용 기기의 감시 및 제어 기능을 가지고 있다.
한편, 저압 수용가용 전력서비스 서버는 도면으로는 미도시되어 있으나 수요관리(혹은 직접부하제어) 제어 서버와 수용가 고객에 대한 정보 단말 운용 서버로 구성되며, 상기 수요관리 서버는 고객 및 단말에 관한 정보를 저장하고, 각 기기들을 관리 제어하고, 상기 수용가 정보 단말 서버는 다양한 부가정보를 수용가의 정보요구에 전송한다.
따라서, 본 발명은 모든 수용가에 걸쳐 널리 분포되어 있는 전력선통신(PLC)을 이용하여 시스템을 개발한다면 전력회사와 수용가에 양방향 통신회선의 구축으로 추가적인 회선 설치에 따른 비용을 줄일 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복합 통신망(전력선 및 무선통신)을 이용 전력 부가정보 시스템의 주요 기기들을 설계하고 개발함으로써, 전력사용 및 공급 시스템으로의 개선 뿐 아니라 전력회사의 부가가치를 함께 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 기존의 전력선을 통해 단순히 전기만을 공급하는 것이 아니 라, 지능화되고 선진화된 전력서비스인 시간대별 계량, 실시간 요금제, 원격 검침, 수요 관리 및 전력정보 제공 등 다양한 전력부가 서비스를 수행할 수 있다. 더 나아가 전력 부가서비스 단말들을 감시 및 제어기능을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 전력부가정보, AMR, 배선자동화, 수요관리, 무선인터넷 서비스를 각각 수행하는 복수의 서버;
    저압 수용가를 수용하기 위하여 각각의 서비스에 해당하는 서버를 독립적으로 구축하고, 다수의 서버로부터 동시 다발적인 통신 요구를 스케줄링 하는 전력선 통신 FEP(Front End Processor);
    변대주의 소정 위치에 구비되며, 장거리 통신망을 통하여 전송된 패킷을 220V 전력선 채널을 통해 재송하는 CCPM;
    고주파 신호를 전송하는 한편, 무선모뎀 내장으로 무선신호를 수신하여 전력선 통신 모뎀으로 재전송하는 한편 저압계통이 인접하였을 때 저압 전력선 수용가 확장을 가능하게 하고, 저압계통이 인접하지 않았을 경우 무선을 이용하여 서비스가 가능하도록 하는 ARPB 및 PPB;
    전자식 전력량계와 게이트웨이 기능을 가지며, 원격검침관련 전력선 트래픽 처리, 수요관리, 전력부가서비스를 수행하는 전력량계 내장형 전력선 통신 Gateway; 및
    수요관리를 위한 전력선 통신 제어가 가능한 가전기기 및 각종 전력이용 정보 및 부가서비스를 제공받을 수 있도록 하는 말단의 전력 단말기로 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 통신망을 이용한 저압 수용가용 전력부가서비스 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 PPB 및 ARPB는,
    수용가 확장을 위하여 220V 저압선로에 연결되도록 설치되는 것을 저압 수용가용 전력부가서비스 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 ARPB와 CCPM는,
    수용가 확장이 용이하도록 상호간에 통신이 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저압 수용가용 전력부가서비스 시스템.
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