KR100928186B1 - Data connection arbitration device and communication system having same - Google Patents
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Abstract
상용의 실시간 모의 시스템과 개발된 마이크로그리드 관리 시스템과의 상호 인터페이스를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 데이터 연결 중재 장치 및 이를 구비한 통신 시스템이 제공된다. 표시 장치는 주요한 동작 상태를 표시한다. 통신 인터페이스는 마이크로그리드 관리 시스템과 마이크로그리드의 구성요소 기기의 상태 감시 및 제어를 위한 신호를 주고받는다. 하드 와이어 인터페이스는 상기 실시간 모의 장치에 의해 모의되고 있는 마이크로그리드 주요 구성 요소들의 운전 상태 및 제어 명령을 주고 받는다. 프로세서는 상기 하드 와이어 인터페이스로부터 입출력 제어 및 감시 정보를 처리하며 상기 통신 인터페이스의 구동을 위한 여러 가지 통신 프로토콜을 구현하여 실행한다. EPLD는 상기 통신 인터페이스, 상기 하드 와이어 인터페이스, 상기 표시 장치를 제어한다. Provided are a data connection arbitration apparatus and a communication system having the same, which can easily perform mutual interface between a commercial real-time simulation system and a developed microgrid management system. The display device displays the main operation state. The communication interface sends and receives signals for monitoring and controlling the status of the microgrid management system and the component devices of the microgrid. The hard wire interface sends and receives operating states and control commands of the major elements of the microgrid that are simulated by the real-time simulator. The processor processes input / output control and monitoring information from the hard wire interface and implements and executes various communication protocols for driving the communication interface. The EPLD controls the communication interface, the hard wire interface, and the display device.
Description
본 발명은 마이크로그리드 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 분산전원과 부하 및 배전 설비로 구성되는 마이크로그리드 시스템의 관리와 제어에 사용되는 장치인 마이크로그리드 관리 시스템(Microgrid Management System)의 개발에 사용되는 실증 시험 설비로서, 마이크로그리드의 실시간 모의 시스템과 마이크로그리드 관리 시스템 간의 데이터 (통신 및 하드와이어) 연결을 중재하기 위한 장치 및 이를 구비한 통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a microgrid management system, and more particularly, to the development of a microgrid management system, which is a device used to manage and control a microgrid system including a plurality of distributed power supplies, loads, and power distribution facilities. An empirical test facility for use in the present invention relates to an apparatus for mediating data (communication and hardwire) connections between a real time simulation system of a microgrid and a microgrid management system and a communication system having the same.
본 발명의 데이터 연결 중재 장치는 마이크로프로세서 기반의 제어장치로서 마이크로그리드 관리 시스템과의 통신 인터페이스를 위한 통신 모듈, 실시간 모의 시스템과의 하드와이어 인터페이스를 위한 아날로그 및 디지털 입출력 모듈, 그리고 상태 표시를 위한 표시 모듈 등으로 구성됨을 특징으로 하며, 마이크로그리드 관리 시스템 사용자 인터페이스 소프트웨어와 통신으로 연결되어서 다수 데이터의 처리와 저장 기능을 한다.The data connection arbitration device of the present invention is a microprocessor-based control device, a communication module for communication interface with a microgrid management system, an analog and digital input / output module for a hardwire interface with a real-time simulation system, and a display for status display. It is composed of modules, etc., and communicates with the microgrid management system user interface software to process and store multiple data.
도 1은 일반적인 마이크로그리드 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 마 이크로그리드 관리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 분산전원과 부하 및 배전 설비로 구성되는 마이크로그리드 시스템(Microgrid System)의 관리와 제어에 사용되는 장치이다. 마이크로그리드 관리 시스템은 관리 대상이 되는 마이크로그리드 시스템의 구성 요소(분산전원, 부하, 배전 설비 등)을 최적으로 제어하여 전기 및 열 에너지 네트웍이 고신뢰, 고품질로 운전이 가능하도록 하는데 목적이 있다. 이를 위하여 소프트웨어적으로는 에너지 관리(Energy Management), 시스템 보호(Grid Protection), 수요 관리 및 예측(Demand Area Management and Estimation) 등의 모듈로 구성되며 하드웨어적으로는 마이크로그리드를 구성하는 구성 요소와의 정보 교환 및 제어 명령을 위한 통신 장치와 운영 알고리즘이 수행되는 주연산부로 구성된다.1 is a view showing the configuration of a general microgrid management system. As shown in FIG. 1, the microgrid management system is a device used for managing and controlling a microgrid system including a plurality of distributed power supplies, loads, and power distribution facilities. The microgrid management system aims to optimally control the components (distributed power, load, distribution facilities, etc.) of the microgrid system to be managed so that the electrical and thermal energy networks can be operated with high reliability and high quality. For this purpose, the software is composed of modules such as Energy Management, Grid Protection, Demand Area Management and Estimation, and in hardware, it is composed of components that make up the microgrid. It consists of a communication device for information exchange and control commands, and a main computing unit on which operating algorithms are performed.
마이크로그리드 관리 시스템은 마이크로그리드를 최적으로 제어하기 위한 제어 알고리즘과 이를 실행하기 위한 하드웨어의 두 부분으로 구성되며 off-line 모의를 이용하여 알고리즘을 개발하고 하드웨어의 검증을 위하여 파일롯 플랜트와 같은 축소형 시험 설비를 이용한다. 이러한 두 가지 개발 시험을 개별로 시행하기 때문에 개발 기간 및 비용이 많이 소모된다. 알고리즘과 시스템의 검증을 동시에 하기 위하여 실시간 모의 시스템을 적용하는 경우도 있으나 이 경우 실시간 모의 시스템의 경우 마이크로그리드 관리 시스템과의 적절한 통신 인터페이스를 지원하지 않기 때문에 별도의 추가적인 인터페이스 장치를 구비하여 개발하여야 한다.The microgrid management system consists of two parts, the control algorithm for optimal control of the microgrid and the hardware for executing it. The off-line simulation is used to develop the algorithm and to scale down the test, such as a pilot plant, to verify the hardware. Use equipment. Since these two development tests are conducted separately, the development period and cost are high. In some cases, a real-time simulation system is applied to simultaneously verify algorithms and systems, but in this case, a real-time simulation system does not support an appropriate communication interface with a microgrid management system. .
본 발명의 제1 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상용의 실시간 모의 시스템과 개발된 마이크로그리드 관리 시스템과의 상호 인터페이스를 용이하게 수행할 수 있도록 하는 데이터 연결 중재 장치 및 이를 구비한 통신 시스템을 제공함에 있다.A first object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and a data connection arbitration apparatus for easily performing a mutual interface between a commercial real-time simulation system and the developed microgrid management system and the same It is to provide a communication system provided.
본 발명의 제2 목적은 실제 마이크로그리드 관리 시스템과 동일한 통신 인터페이스를 사용하여 마이크로그리드 관리 시스템에 사용하는 통신 프로토콜의 개발 및 검증을 얻는데 있다. A second object of the present invention is to obtain the development and verification of a communication protocol for use in a microgrid management system using the same communication interface as the actual microgrid management system.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 데이터 연결 중재 장치는 주요한 동작 상태를 표시하는 표시 장치; 마이크로그리드 관리 시스템과 마이크로그리드의 구성요소 기기의 상태 감시 및 제어를 위한 신호를 주고받는 통신 인터페이스; 상기 실시간 모의 장치에 의해 모의되고 있는 마이크로그리드 주요 구성 요소들의 운전 상태 및 제어 명령을 주고 받기 위한 하드 와이어 인터페이스; 상기 하드 와이어 인터페이스로부터 입출력 제어 및 감시 정보를 처리하며 상기 통신 인터페이스의 구동을 위한 여러 가지 통신 프로토콜을 구현하여 실행하는 프로세서; 및 상기 통신 인터페이스, 상기 하드 와이어 인터페이스, 상기 표시 장치를 제어하는 EPLD를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the data connection arbitration apparatus according to the present invention includes a display device for displaying a main operation state; A communication interface for transmitting and receiving signals for monitoring and controlling the state of the microgrid management system and the component devices of the microgrid; A hard wire interface for sending and receiving operating states and control commands of the major microgrid components simulated by the real-time simulation device; A processor which processes input / output control and monitoring information from the hard wire interface and implements and executes various communication protocols for driving the communication interface; And an EPLD for controlling the communication interface, the hard wire interface, and the display device.
본 발명의 다른 양상에 따른 통신 시스템은 다수의 분산 전원과 부하 및 배 전 설비로 구성되는 마이크로그리드 시스템을 관리 및 제어하는 마이크로그리드 관리 시스템; 마이크로그리드 모델을 실시간으로 모의하는 실시간 모의 장치; 및 상기 마이크로그리드 관리 시스템과 상기 실시간 모의 장치 간의 데이터 연결을 중재하는 데이터 연결 중재 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a communication system includes a microgrid management system for managing and controlling a microgrid system including a plurality of distributed power supplies, loads, and power distribution facilities; A real time simulation apparatus for simulating a microgrid model in real time; And a data connection arbitration device for arbitrating data connection between the microgrid management system and the real-time simulation device.
첫째, 본 발명에서 제시하는 마이크로그리드 데이터 연결 중재 장치를 이용한 실험 시스템은 컴퓨터 기반의 실시간 모의시험 장치와 인터페이스를 실제의 마이크로그리드 운전 상황과 동일하게 할 수 있도록 하여 실제 마이크그로그리드 파일롯 플랜트와 동일한 효과를 얻으면서 설비의 구축과 시험에 필요한 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있는 방법을 제공한다. First, the experimental system using the microgrid data connection mediation apparatus proposed in the present invention enables the computer-based real-time simulation apparatus and interface to be the same as the actual microgrid operation situation, the same effect as the actual microgrid pilot plant. It provides a way to drastically reduce the cost and time required to build and test equipment.
둘째, 실시간 모의 시스템의 사용을 쉽게 하여 임의의 마이크로그리드 시스템을 임의의 정상 상태 또는 과도 상태의 운전 조건에서 실시간으로 모의할 수 있도록 하며 실제 운전 상황과 동일한 효과를 실시간으로 신뢰성을 가지고 재현할 수 있으므로 마이크로그리드 및 관리 시스템의 정적, 동적 특성 파악 및 계통 연계 운전 시 발생할 수 있는 문제점을 검토하는데 유용한 수단이 된다.Second, it is easy to use the real-time simulation system so that any microgrid system can be simulated in real time under any steady state or transient operation conditions, and the same effect as the real operation situation can be reproduced with reliability in real time. It is a useful tool for identifying static and dynamic characteristics of microgrids and management systems and for reviewing problems that may arise during grid-connected operation.
셋째, 마이크로그리드 관리 시스템의 통신 프로토콜도 임의로 변경이 가능하며 또한 임의의 통신 상황을 구성하거나 재현하는 것이 용이하므로 마이크로그리드 시스템에 적절한 통신 프로토콜의 개발과 검증의 주요한 수단이 된다. Third, since the communication protocol of the microgrid management system can be arbitrarily changed and it is easy to configure or reproduce any communication situation, it is a main means of developing and verifying a communication protocol suitable for the microgrid system.
넷째, 본 발명에서 제시하는 실험 시스템은 컴퓨터 기반의 실시간 시뮬레이터 시스템을 이용하기 때문에 기존에 제시된 많은 결과를 통해 실시간 모의 결과의 신뢰성을 확보할 수 있으며 소프트웨어 기반의 모델을 이용함으로 다양한 구성요소들을 임의로 사용할 수 있으며 이에 대한 변경이 용이하여 사용의 편리성을 제고할 수 있다.Fourth, since the experimental system proposed in the present invention uses a computer-based real-time simulator system, it is possible to secure the reliability of real-time simulation results through many existing results and to use various components arbitrarily by using a software-based model. It can be easily changed to improve the convenience of use.
다섯째, 본 발명에서 제시하는 실험 시스템은 실시간 모의 시스템을 이용하기 때문에 마이크로그리드의 운전 상태를 만들기가 용이하며 또한 실제 시스템을 사용하지 않으므로 운전비용 및 유지 및 보수비용의 절감, 시스템 구성의 용이성, 개발 시간의 단축, 평가 기능의 다양화 등 평가 시스템 제반 특성을 제고 할 수 있다.Fifth, since the experimental system proposed in the present invention uses a real-time simulation system, it is easy to make the operating state of the microgrid, and since the actual system is not used, the operation cost and maintenance and maintenance cost can be reduced, and the system configuration can be easily developed. The characteristics of the evaluation system can be improved by reducing time and diversifying evaluation functions.
여섯째, 본 발명에서 제시하는 실험 시스템은 전력 계통의 임의의 과도상태를 만들기가 용이하므로 마이크로그리드 및 관리 시스템의 과도 상태 특성을 효과적으로 안전하게 평가할 수 있다. Sixth, the experimental system proposed in the present invention is easy to make any transient state of the power system, it is possible to effectively and safely evaluate the transient state characteristics of the microgrid and management system.
일곱째, 본 발명에서 제시하는 실험 시스템은 분산 전원의 발전 조건을 임의로 설정하여 반복적으로 시험하는 것이 가능하므로 마이크로그리드 관리 시스템의 동작 신뢰성 검증을 쉽게 한다. Seventh, the experimental system proposed in the present invention can be repeatedly tested by randomly setting the power generation conditions of the distributed power supply, making it easy to verify the operation reliability of the microgrid management system.
본 발명은 종래의 기술에서 아래의 주요한 문제점을 해결하고 개선하고자 한다.The present invention seeks to solve and improve the following major problems in the prior art.
첫째, 오프-라인를 이용한 알고리즘 개발은 주로 계통 해석 소프트웨어를 이용하며 해석 소프트웨어에 의한 오프-라인 모의는 기본적으로 시스템의 모델링에 기반을 둔다. 시스템의 모델링은 실제 시스템의 정적 및 동적 특성을 수식으로 표 현한 것이기 때문에 수식화가 가능하도록 많은 가정에 기반을 두며 이에 따라 많은 부분에 간략화가 필수적이다. 따라서 off-line 모의 환경에 의한 개발 환경은 근본적으로 많은 오차를 수반하게 되며 실제 시스템에서 발생할 수 있는 상황을 재현하는데 일정부분 한계가 있는 문제점이 있다. 그러므로 off-line 모의 환경에서 개발된 알고리즘은 마이크로그리드 관리 시스템에 구현되어 축소형 시험설비에 적용하여 오류를 수정하는 과정이 필수이며 이는 개발 기간 및 비용면에서 문제점을 가진다. First, off-line algorithm development mainly uses system analysis software, and off-line simulation by analysis software is basically based on system modeling. The modeling of the system is based on a number of assumptions that make it possible to formulate the static and dynamic characteristics of the actual system. Therefore, the development environment by the off-line simulation environment is accompanied by a lot of error fundamentally, there is a problem that there is some limitation in reproducing the situation that can occur in the actual system. Therefore, the algorithm developed in the off-line simulation environment must be implemented in the microgrid management system and applied to the scale-down test facility to correct errors, which has problems in terms of development time and cost.
둘째, 오프-라인 모의 환경에서 개발된 알고리즘의 정상적인 동작 여부와 off-line 개발 환경에서 검토하지 못한 사항들은 마이크로그리드 관리 시스템에 구현되어 오류 수정(debugging)과정을 거쳐야하며 이를 위해서 파일롯 플랜트(Pilot Plant)가 필요하다. 마이크로그리드 관리 시스템의 운전 대상이 되는 마이크로그리드 시스템은 여러 가지 분산전원과 부하, 다양한 배전 장치가 혼재되어 있는 시스템이다. 따라서 마이크로그리드 시스템의 특성을 반영할 수 있는 파일롯 플랜트를 구성하기 위해서는 축소된 형태의 배전 시스템을 구성해야 한다. 구성된 배전 시스템은 다양한 분산 전원의 특성을 반영할 수 있어야 하며 또한 여러 배전 시스템 구성요소들을 포함해야 하므로 이러한 파일롯 플랜트의 구축에는 많은 공간과 전원 설비, 보호 설비 등이 필수적이므로 많은 시간과 비용이 필요하다. 또한, 실제 시스템을 이용하여 구성되므로 전기 시스템의 특성상 안전한 운전을 위해서는 많은 제약조건이 존재하며 신 재생 에너지를 이용하는 분산 전원의 경우에는 임의의 운전 조건을 설정하고 반복적으로 재현하는 것은 불가능하다. 또한 물리적인 제한 조 건 등으로 인하여 시스템의 구성 변경 등이 쉽지 않으며 실제 에너지를 사용해야 하므로 실험의 진행을 위해서 많은 운전비용이 든다. 또한 신뢰성 있는 시스템을 위해서는 지속적인 유지 보수비용이 발생한다. 따라서 실제 시스템을 이용한 마이크로그리드 관리 시스템의 기능 및 성능 시험은 많은 비용을 필요함에도 불구하고 임의의 특성 평가 등에는 많은 제약 조건이 있는 문제점이 있다. Second, whether the algorithm developed in the off-line simulation environment and the matters that were not reviewed in the off-line development environment should be implemented in the microgrid management system and subjected to error correction (debugging) process. ) Is required. The microgrid system, which is the operation target of the microgrid management system, is a system in which various distributed power supplies, loads, and various power distribution devices are mixed. Therefore, in order to construct a pilot plant that can reflect the characteristics of a microgrid system, a power distribution system of a reduced form must be configured. Since the configured distribution system must be able to reflect the characteristics of various distributed power supplies and also include various distribution system components, the construction of such a pilot plant requires a lot of space and power equipment and protection equipment, which requires a lot of time and money. . In addition, since the system is configured using a real system, there are many constraints for safe operation due to the characteristics of the electric system, and in the case of a distributed power supply using renewable energy, it is impossible to set and repeatedly reproduce arbitrary operating conditions. In addition, due to physical limitations, it is not easy to change the configuration of the system and the actual energy must be used. There is also a constant cost of maintenance for a reliable system. Therefore, although the functional and performance test of the microgrid management system using the actual system requires a lot of cost, there is a problem that there are many constraints in evaluating arbitrary characteristics.
셋째, 위의 두 가지 문제점을 동시에 해결할 수 있는 방법으로 실시간 모의 시스템을 이용하는 방법이 있다. 그러나 현재 상용의 실시간 모의 시스템의 경우, 실시간 모의 중 내부 모의 모델의 주요 변수의 실시간 반영을 위한 인터페이스로 제공되는 하드웨어적인 방법은 ADC(Analog to Digital Converter)와 DAC(Digital to Analog Converter)를 이용한 아날로그 인터페이스와 릴레이 접점 구동 및 입력을 위한 디지털 인터페이스만을 제공한다. 따라서 실시간 모의 시스템을 이용한 마이크로그리드 관리 시스템의 개발을 위해서는 실시간 모의 시스템과 인터페이스 장치를 가져야 한다. 그러나 마이크로그리드 관리 시스템의 경우 이러한 실시간 모의 시스템과의 인터페이스는 실제 마이크로그리드 시스템에서는 사용되지 않으므로 이러한 인터페이스 모듈은 전체 시스템에서 개발 시에만 사용되는 부가요소가 되어 시스템의 개발 비용을 추가 시키는 문제가 된다. 또한 이러한 직접적인 인터페이스 방법은 실제 시스템에서 사용되는 통신에 의한 방법과는 시스템의 특성이 다르게 되어 통신에 의해 발생될 수 있는 문제점의 검토를 위해서는 별도의 다른 시험을 해야 하는 문제점이 있다.Third, there is a method using a real-time simulation system to solve the above two problems at the same time. However, in the case of commercial real-time simulation system, the hardware method provided as an interface for real-time reflection of the main variables of the internal simulation model during the real-time simulation is analog using ADC (Analog to Digital Converter) and DAC (Digital to Analog Converter). Provides only digital interface for interface and relay contact drive and input. Therefore, in order to develop a microgrid management system using a real-time simulation system, it is necessary to have a real-time simulation system and an interface device. However, in the case of the microgrid management system, since the interface with the real-time simulation system is not used in the actual microgrid system, this interface module becomes an additional element used only in the development of the entire system, which adds to the development cost of the system. In addition, the direct interface method has a problem in that a separate test is required to examine a problem that may be caused by communication because the characteristics of the system are different from the communication method used in the actual system.
이하, 첨부된 예시 도면에 의거하여 본 발명의 실시예에 따른 마이크로그리 드 관리 시스템용 데이터 연결 중재 장치를 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 실시간 모의 장치를 이용한 시험 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 연결 중재 장치를 구비한 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.Hereinafter, a data connection arbitration apparatus for a microgrid management system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying example drawings. 2 is a diagram showing the configuration of a test system using a real-time simulation apparatus that can be applied to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a communication system having a data connection arbitration apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 데이터 연결 중재 장치를 구비한 통신 시스템은 마이크로그리드 관리 시스템(210), 실시간 모의 장치(220), 및 데이터 연결 중재 장치(300)를 포함한다.A communication system having a data connection arbitration apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
마이크로그리드 관리 시스템(Microgrid Management System; 이하 'MMS'라 함; 210)은 다수의 분산 전원과 부하 및 배전 설비로 구성되는 마이크로그리드 시스템을 관리 및 제어한다.The microgrid management system (hereinafter, referred to as 'MMS') 210 manages and controls a microgrid system including a plurality of distributed power supplies, loads, and power distribution facilities.
MMS(210)는 MMS 코어(212), 사용자 인터페이스(214), 및 통신 인터페이스(216)를 포함한다. MMS 코어(212)는 MMS(210)의 주요 기능 구현을 위한 제어 및 감시 알고리즘 연산을 수행한다. 사용자 인터페이스(214)는 마이크로그리드의 상태 감시와 운용을 위한 사용자 조작장치로 GUI(Graphic User Interface) 등의 화면이나 입출력 조종대에 해당한다. 통신 인터페이스(216)는 구성 요소기기와의 통신을 위한 인터페이스 기능을 하는 것으로 마이크로그리드의 구성요소 기기의 상태 감시 및 제어를 위한 신호를 주고받기 위한 통신 모듈이고, 여러 가지 구현 가능한 통신 수단(RS485, CAN, ModeBus, Ethernet 등...)으로 구성된다.MMS 210 includes an
실시간 모의 장치(Real Time Digital Simulator; 이하 'RTDS'라 함, 220)는 마이크로그리드 모델을 실시간으로 모의한다.A real time digital simulator (hereinafter referred to as RTDS) 220 simulates a microgrid model in real time.
RTDS(220)는 마이크로그리드 모델을 실시간으로 모의하는 기능을 하는 장치로 실시간 모의 상태에서 외부 장치와의 인터페이스를 위한 하드 와이어 인터페이스 모듈(240)과 실시간 모의를 위한 실시간 모의 엔진(260), 및 실시간 모의 대상이되는 마이크로그리드 모델(280)로 구성된다. 상기 실시간 모의 엔진(240)은 사용자에 의해 정의된 모델을 실시간으로 모의하기 위한 장치이다. 마이크로그리드 모델(260)은 MMS(210)의 적용하는 대상이 된다.The RTDS 220 is a device that simulates a microgrid model in real time. The hard
하드와이어 인터페이스(280)은 RTDS(220)에 의해 모의되고 있는 마이크로그리드 주요 구성 요소들의 운전 상태 및 제어 명령을 실시간 모의 상태에서 반영하기 위한 입출력 장치이며 아날로그 입출력을 위한 ADC(282), DAC(284), 및 디지털 입출력을 위한 DIO 모듈(286)로 구성한다. 상기 ADC(282)는 MMS(210)로부터 전달 받은 아날로그 출력 명령(유무효전력 발전량, 부하 상태, 전압 및 주파수 제어 기준 값 등)을 실시간 모의에 반영할 수 있도록 한다. 상기 DAC(284)는 실시간 모의 상태에서 마이크로그리드 구성 모듈의 중요한 정보인 요소 기기의 전압, 전류, 주요 모선의 전압, 주파수, 위상각 등을 외부에 전달하는 기능을 하며, MMS(210)에서 마이크로그리드를 제어, 감시하기 위한 주요한 정보를 아날로그 형태로 출력한다.상기 DIO 모듈(286)은 MMS의 디지털 출력 명령(스위치의 Open/Close, 요소기기의 Run/Stop 동작 등)과 실시간으로 모의되고 있는 주요한 상태(주요 스위치의 Open/Close, 요소 기기의 Run/Stop 상태 등)를 MMS(210)로 전달하는 기능을 한다.The
데이터 연결 중재 장치(300)는 상기 마이크로그리드 관리 시스템(210)과 상기 실시간 모의 장치(220) 간의 데이터 연결을 중재한다. 상기 데이터 연결 중재장 치(300)는 마이크로그리드 구성 요소 기기들의 통신 기능을 에뮬레이션(Emulation)하기 위한 장치로 MMS(210)와는 통신 인터페이스(310)로 연결되며 성능 검증에 필요한 여러 가지 프로토콜은 프로세서(320)와 EPLD(330)를 이용하여 구현된다. 마이크로그리드 구성요소들의 운전 상태 및 제어 명령은 하드와이어인터페이스(340)를 이용하여 RTDS(Real Time Digital Simulator; 220)와 연결되며 중재 장치의 상태를 표시하기 위한 별도의 상태 표시 장치(350)를 가진다.The data
데이터 연결 중재장치(300)는 표시 장치(310), 통신 인터페이스(320), 하드와이어 인터페이스(330), 프로세서(340), 및 EPLD(350)를 포함한다.The
표시 장치(350)는 데이터 연결 중재 장치의 주요한 동작 상태를 표시한다. 통신 인터페이스(320)는 MMS(210)와 마이크로그리드의 구성요소 기기의 상태 감시 및 제어를 위한 신호를 주고받기 위한 통신 모듈로 여러 가지 구현 가능한 통신 수단(RS485, CAN, ModeBus, Ethernet 등...)으로 구성된다.The
하드 와이어 인터페이스(330)는 RTDS(22)에 의해 모의되고 있는 마이크로그리드 주요 구성 요소들의 운전 상태 및 제어 명령을 주고 받기 위한 입출력 장치이다.The
상기 하드와이어 인터페이스(330)는 아날로그 입출력을 위한 아날로그/디지털 변환기(Analog to Digital Converter; 이하 'ADC'라 함, 332)와 디지털/아날로그 변환기(Digital to Analog Converter; 이하 'DAC'라 함, 334), 디지털 입출력을 위한 디지털 입력 및 출력(Digital Input and Output; 이하 'DIO'라 함, 336) 모듈로 구성한다.The
상기 DAC(332)는 MMS(210)로부터 전달 받은 아날로그 출력 명령, 즉 유무효전력 발전량, 부하 상태, 전압 및 주파수 제어 기준 값 등을 실시간 모의장치(220)로 전달하는 기능을 한다. 상기 ADC(334)는 RTDS(220)에 구현된 마이크로그리드 구성모듈의 중요한 상태, 즉 요소기기의 전압, 전류, 주요 모선의 전압, 주파수, 위상각 등을 읽어 MMS로 전달하는 기능을 한다. 상기 DIO 모듈(336)은 MMS(210)로부터 전달 받은 디지털 출력 명령(스위치의 Open/Close, 요소기기의 Run/Stop 동작 등)을 실시간 모의장치(210)로 전달하거나 실시간 모의 장치에서 모의되고 있는 주요한 상태(주요 스위치의 Open/Close, 요소 기기의 Run/Stop 상태 등)을 읽어 MMS(210)로 전달하는 기능을 한다.The
프로세서(340)는 하드와이어 인터페이스(340)로부터 입출력 제어 및 감시 정보를 처리하며 통신 인터페이스(310)의 구동을 위한 여러 가지 통신 프로토콜을 구현하여 실행한다. EPLD(350)은 상기 표시 장치(310), 상기 통신 인터페이스(320), 및 상기 하드 와이어 인터페이스(330)를 제어한다.The
본 발명에서 실시간 모의 장치(220)는 분산전원과 부하, 선로 등의 다양한 배전 장치로 구성되어 있는 마이크로그리드 시스템을 실시간으로 모의하기 위한 장치이다. 실시간 모의 장치는 소프트웨어와 하드웨어로 구성되어 모의 장치 내부에 구성된 대상 모델을 실시간으로 모의하는 기능을 하며 모의 중인 내부 장치와 실시간으로 입출력의 인터페이스가 가능한 시스템이다. 따라서 마이크로그리드 관리 시스템을 적용하고자 하는 임의의 마이크로그리드 시스템을 실시간 모의 장치에 구현하여 개발하고자 하는 마이크로그리드 관리 시스템을 실제 시스템에 적용한 것과 동일한 상황에서 시험할 수 있도록 한다. In the present invention, the real-
마이크로그리드 관리 시스템(210)은 실제 마이크로그리드에 적용되는 것과 동일한 상황으로 통신 인터페이스를 이용하여 실시간 모의 시스템에서 모의 중인 결과를 통신을 이용하여 모니터링하고 수집된 정보를 이용하여 적절한 제어 명령을 통신을 이용하여 실시간 모의 시스템에 반영한다. The
데이터 연결 중재 장치(300)는 마이크로 관리 시스템(210)과 통신 인터페이스를 이용하여 연결되며, 이때 사용되는 통신 방법 및 프로토콜은 실제 적용되는 것과 동일한 것을 사용한다. 또한 실시간 모의 장치(220)와는 마이크로그리드의 전압, 전류, 전력, 차단기 접점 정보 등의 실제 시스템에서 사용되는 정보를 실시간으로 취득하며 마이크로 관리 시스템의 요청에 따라 적절한 정보를 통신으로 제공한다. 마이크로 관리 시스템에 의하여 만들어지는 출력 및 제어 정보는 실제와 동일하게 통신을 통해 전달 받은 후 실시간 모의에 반영될 수 있는 적절한 형태의 정보로 가공하여 하드와이어 인터페이스를 통하여 실시간 모의에 반영한다. The data
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예로서 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.Although the present invention has been described as a specific preferred embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described embodiments without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Anyone with a variety of variations will be possible.
본 발명에 따른 데이터 연결 중재 장치 및 통신 시스템은 마이크로그리드 관리 시스템 분야에 사용될 수 있다.The data connection arbitration apparatus and communication system according to the present invention can be used in the field of microgrid management system.
도 1은 일반적인 마이크로그리드 관리 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a general microgrid management system.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 실시간 모의 장치를 이용한 시험 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of a test system using a real-time simulation apparatus that can be applied to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating a configuration of a communication system according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
210: 마이크로그리드 관리 시스템 212: MMS 코어210: microgrid management system 212: MMS core
214: MMS 사용자 인터페이스 220: 실시간 모의 장치214: MMS user interface 220: real-time simulator
240: 실시간 모의 엔진 260: 마이크로그리드 모델240: real-time simulation engine 260: microgrid model
280,330: 하드 와이어 인터페이스 282,334: 아날로그/디지털 변환기280,330: hard-wired interface 282,334: analog-to-digital converter
284,332: 디지털/아날로그 변환기 286,336: 디지털 입력 및 출력 모듈284,332: Digital to Analog Converters 286,336: Digital Input and Output Modules
300: 데이터 연결 중재 장치 310: 표시 장치300: data connection arbitration device 310: display device
320: 통신 인터페이스 340: 프로세서320: communication interface 340: processor
350: EPLD350: EPLD
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