KR101036262B1

KR101036262B1 - 바이너리 ｃｄｍａ기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법

Info

Publication number: KR101036262B1
Application number: KR1020100070683A
Authority: KR
Inventors: 정완수; 김경일; 오세경
Original assignee: (주)이노비드
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2011-05-23

Abstract

본 발명은 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 관제서버, 관제서버 및 배전자동화용 단말장치와 연결되는 마스터 모뎀, 및 마스터 모뎀과 피코넷(Piconet)을 형성하고 배전자동화용 단말장치와 연결된 복수의 슬레이브 모뎀을 포함하여 구성되어, 보다 저렴한 비용으로 안정적이고 신뢰성 높게 배전자동화용 단말장치를 제어할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

바이너리 ＣＤＭＡ기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법{Control method for FRTU using binary CDMA technology}

본 발명은 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바이너리 CDMA 기술을 이용하여 마스터 모뎀과 슬레이브 모뎀으로 구성되는 시스템을 통해 배전자동화용 단말장치를 제어하는 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

오늘날 다양한 산업 분야에서 널리 이용되고 있는 전기 에너지는 전력 계통(electric power system)이라 불리는 시스템을 통하여 생산되고 수송된다. 다양한 형태의 발전소에서 생산된 전기 에너지는 고압 송전설비와 변전소를 거쳐 배전설비에 전달되고, 배전 설비는 전달받은 전기 에너지를 다시 각 수용가에 공급하는 역할을 수행한다. 수용가는 배전선로(distribution line)를 통해 배전설비로부터 전기 에너지를 공급받고, 이를 이용하여 다양한 전기 장치를 구동한다.

일반적으로 배전자동화설비는 중앙통제실에 설치된 컴퓨터를 이용하여 원거리에 산재되어 있는 배전선로 상의 부하개폐기의 상태감시 및 제어를 수행하고, 전압, 전류 등을 계측하며, 고장 발생시에는 자동으로 고장구간을 확인하여 배전선로 계통운전을 원격으로 수행할 수 있도록 하는 설비로, 도 1에는 종래기술에 따른 배전자동화 설비(100)의 개략 구조도가 도시된다.

배전자동화설비(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 송수신용 통신수단을 통해 중앙통제로부터 제어신호를 입력받고, 입력받은 제어신호의 오류를 검사하여 오류가 없는 경우 제어신호를 출력하는 단말기와, 단말기로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(120)를 포함하여 이루어진다.

이러한 배전자동화설비에 사용되는 배전자동화용 단말장치(FRTU: Feeder Remote Terminal Unit 또는 RTU: Remote Terminal Unit)는 배전선로에 설치되어 있는 자동화용 부하개폐기 제어함 내부에 설치되어 배전선로의 전압, 전류, 전력, 역률, 평균부하전류, 일일 최대부하전류 등을 기록하고, 배전선로를 제어한다.

이러한 기능을 활용하기 위하여 종래기술은 광통신에 의한 통신방식을 사용하거나, 기간망(SK, KT 등) 또는 무선망에 의한 무선 통신 기술을 사용하고 있다. 광통신망의 경우 통신성공률이 높은 반면 설치 및 사용 비용이 비싸다는 문제점이 있다.

또한, 무선 통신 기술을 사용하는 경우 통신 기술은 많은 수의 디바이스가 동일 주파수에서 동시에 사용 가능하며, 고속의 신뢰성 높은 데이터 서비스가 제공 가능해야 한다는 등의 특징을 갖는 것이 좋다. 하지만 현재 주로 사용되고 있는 무선 랜, 블루투스 및 홈 알에프(RF) 등의 통신 기술은, 사용자가 증가되면 이에 따라 사용자 사이의 간섭이 증대되고, 다양한 형태의 서비스를 제공하기에 부적합한 여러 특성들을 나타낼 뿐만 아니라, 액세스 포인트(acess point) 사이의 주파수 배정 등에 있어 많은 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 바이너리 CDMA를 이용하여 배전자동화용 단말장치를 제어함으로써 보다 저렴한 비용으로 안정적이고 신뢰성이 높은 배전자동화용 단말장치 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 관제서버; 상기 관제서버 및 배전자동화용 단말장치와 연결되는 마스터 모뎀; 및 상기 마스터 모뎀과 바이너리 CDMA를 이용하여 통신하며 각각 배전자동화용 단말장치가 연결되어 있는 복수의 슬레이브 모뎀; 을 포함하는 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 시스템을 제공한다.

상기 관제서버는 배전선로의 데이터를 수집하기 위한 데이터 수집장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마스터 모뎀 장애 발생시 동작하는 예비 마스터 모뎀을 더 포함할 수 있고, 상기 예비 마스터 모뎀은 상기 마스터 모뎀의 장애 발생시 상기 관제서버로 장애 메시지를 발신할 수 있다.

상기 복수의 슬레이브 모뎀은 릴레이 마스터 모듈과 슬레이브 모듈을 갖는 중계 슬레이브 모뎀을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마스터 모뎀 및 상기 슬레이브 모뎀은 AES-128 암복호화 알고리즘을 사용할 수 있다.

상기 마스터 모뎀 및 상기 슬레이브 모뎀은 상기 배전자동화용 단말장치와의 통신기록을 보관할 수 있다.

또한, 상기 관제서버와 상기 마스터 모뎀 사이의 데이터 통신은 광통신망을 이용하여 이루어질 수 있고, 상기 광통신망은 상기 관제서버와 복수의 마스터 모뎀이 광 네트워크를 형성할 수 있다.

본 발명의 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법은 관제서버가 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 제어신호를 마스터 모뎀에 전송하는 단계; 상기 마스터 모뎀은 수신받은 상기 제어신호를 상기 마스터 모뎀과 피코넷(Piconet)을 형성하는 복수의 슬레이브 모뎀에 전송하는 단계; 상기 마스터 모뎀 및 상기 복수의 슬레이브 모뎀이 상기 전송받은 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송하는 단계; 및 상기 제어신호를 전송받은 배전자동화용 단말장치가 상기 제어신호를 분석하여 상기 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 자신의 어드레스가 매칭하는 경우 상기 제어신호에 따라 배전선로를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법은 관제서버가 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 제어신호를 마스터 모뎀에 전송하는 단계; 상기 마스터 모뎀은 상기 수신받은 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스가 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 매칭하는 경우 상기 수신받은 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송하는 단계; 상기 마스터 모뎀은 상기 수신받은 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스가 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 매칭되지 않는 경우 이와 매칭되는 어드레스를 갖는 배전자동화용 단말장치가 연결된 슬레이브 모뎀으로 상기 슬레이브 모뎀의 맥 어드레스를 이용하여 상기 수신받은 제어신호를 전송하는 단계; 및 상기 제어신호를 수신받은 상기 슬레이브 모뎀은 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치로 상기 제어신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 바이너리 CDMA를 이용하여 배전자동화용 단말장치를 제어함으로써 보다 저렴한 비용으로 안정적이고 신뢰성 높게 배전자동화용 단말장치를 제어할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 종래기술에 따른 배전자동화 설비(100)의 개략 구조도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 단말장치 제어 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코이노니아를 구성하는 요소들을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법의 흐름도이다.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대, 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에" 와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전의 정의 되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 단말장치 제어 시스템의 구성도이다.

도 2 및 도3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 단말장치 제어 시스템은 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 관제서버(1000), 관제서버(1000) 및 배전자동화용 단말장치와 연결되는 마스터 모뎀(2000), 및 마스터 모뎀(2000)과 바이너리 CDMA를 이용하여 통신하며 각각 배전자동화용 단말장치가 연결되어 있는 복수의 슬레이브 모뎀(3000)을 포함하여 구성될 수 있다.

관제서버(1000)는 관리자가 배전선로의 상태를 감시하고 제어하기 위한 장치로서 마스터 모뎀(2000)과 연결된다. 관제서버(1000)는 배전자동화용 단말장치로부터 전송되는 배전선로의 전압, 전류, 전력, 역률 등의 데이터를 마스터 모뎀(2000)을 통하여 전송받고 이를 기초로 원격에서 배전선로를 제어하기 위한 제어신호를 마스터 모뎀(2000)을 통해 배전자동화용 단말장치로 전송하며, 데이터의 전송은 DNP 3.0 protocol을 사용한다.

또한, 관제서버(1000)는 배전자동화용 단말장치의 동작 데이터를 수집하기 위한 데이터 수집장치(1100)를 더 포함할 수 있다. 데이터 수집장치(1100)는 각 배전자동화용 단말장치로부터 일정 시간 간격으로 전송되는 배전선로의 동작 상태를 마스터 모뎀(2000)을 통해 전송 받아 이를 저장하고 관제서버(1000)에 전송한다.

관제서버(1000)는 광모뎀을 통해 마스터 모뎀과 광통신 하여 데이터를 송·수신 할 수 있으며, 관제서버(1000)와 복수의 마스터 모뎀으로 구성되는 광 네트워크를 구성할 수 있다. 일반적으로 하나의 마스터 모뎀은 약 30개 정도의 슬레이브 모뎀과 바이너리 CDMA 통신을 수행하므로, 복수의 마스터 모뎀을 네트워크로 구성함으로써 광범위에 걸쳐 보다 많은 수의 배전자동화용 단말장치를 제어할 수 있을 것이다.

마스터 모뎀(2000) 및 복수의 슬레이브 모뎀(3000)은 각각 배전자동화용 단말장치와 연결되며 마스터 모뎀(2000)과 복수의 슬레이브 모뎀(3000)은 피코넷(Piconet)을 형성한다. 마스터 모뎀(2000)과 슬레이브 모뎀(3000)은 관제서버(1000)로부터 배전자동화용 단말장치로 전송되는 제어신호 및 각 배전자동화용 단말장치로부터 수신되는 데이터를 바이너리 CDMA를 기반으로 한 코이노이아(Koinonia) 기술을 이용하여 송·수신한다.

또한, 마스터 모뎀(2000) 및 슬레이브 모뎀(3000)은 AES-128 암복호화 알고리즘을 사용할 수 있다.

AES(Advanced Encryption Standard)는 DES의 뒤를 있는 차세대 규격으로 하드웨어, 소프트웨어적으로 둘 다 구현이 용이하고 메모리를 적게 소모한다. DES 알고리즘은 데이터를 1차원화해서 사용하는 반면 AES-128은 128 bit를 8bit씩 하나의 셀로 만든 다음 4X4의 배열로 늘어놓고 모든 연산을 배열화하여 진행함으로써 데이터를 2차원화하여 보안성을 향상시켰다. 이에 의해, 마스터 모뎀(2000)과 슬레이브 모뎀(3000)간의 통신에 높은 보안을 유지할 수 있어 권한 없는 제3자가 임으로 배전자동화용 단말장치를 조작하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 마스터 모뎀(2000) 및 슬레이브 모뎀(3000)은 배전자동화용 단말장치와의 통신기록을 보관할 수 있다. 마스터 모뎀(2000) 및 슬레이브 모뎀(3000)이 배전자동화용 단말장치와의 통신기록을 보관(약 7일)함으로써 배전자동화용 단말장치의 장애발생시 관리자는 이를 확인하여 장애 원인 등을 파악할 수 있을 것이다.

마스터 모뎀(2000) 및 슬레이브 모뎀(3000)의 전원은 배전자동화용 단말장치의 DC 24V를 사용할 수 있다.

바이너리 CDMA는 수신기의 구조, 동기 알고리즘, 및 RF 회로 구성이 간단한 등 그 구조가 간단하며, 경제적인 시스템 구축을 할 수 있고, 주파수 밴드별 5 ~ 11 채널 및 최대 전송속도(15Mbps(5MHZ), 60Mbps(20MHz))를 갖는 등 우수한 성능을 갖는 것을 특징으로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 코이노니아를 구성하는 요소들을 도시한 도면이다.

코이노니아는 고속 무선 개인 네트워크(Wireless Personal Atra Network: WPAN) 기술로 무선으로 근거리 디바이스들을 연결하여 통신을 한다. 코이노니아의 물리계층은 바이너리(binary) CDMA를 기반으로 하고 있으며, 데이터링크 계층은 매체 접근 제어(MAC) 계층과 Adaptation 계층으로 구성된다. 코이노니아의 위상 변조 방식과 멀티 코드 대역 확산 기술을 이용한 물리 계층은 강한 내잡음성과 자유롭게 조정이 가능한 대역폭을 제공해 주며, 이를 이용한 데이터 링크 계층을 각 트래픽 특성에 맞는 서비스 품질을 보장해주므로, 단순 데이터뿐 아니라 음성 및 비디오와 같은 멀티미디어 서비스를 지원한다. 코이노니아 표준의 범위는 개인 운용 공간 내부나 그 외부에서 내부로 진입하는 고정, 휴대용, 그리고 이동용 기기들 사이에 고속의 데이터 전송 네트워크를 구축하기 위하여 물리계층(Physical Layer:PHY)과 데이터 링크 계층(Data link layer) 프로토콜의 규격을 정의하는 것이다. 코이노니아는 네트워크의 인프라 없이도 네트워크를 구성할 수 있는 애드혹 네트워크를 기본으로 하고 있다. 코이노니아 네트워크에 참여한 기기들은 그 역할에 따라 크게 마스터와 슬레이브로 나누어 지지만, 모든 스테이션이 마스터와 슬레이브 역할을 할 수 있고 기기들간에 상황에 따라 마스터를 선출하여 네트워크를 구성하므로 별도의 네트워크 인프라의 도움 없이 기기들만으로 자유로운 네트워크 구성이 가능하다. 개인 무선 네트워크에서는 무선 환경에서의 특성상 채널상태와 개인 이동 기기들의 운영 특성상 네트워크에 합류한 기기들의 수가 시간에 따라 매우 크게 변한다. 이는 각 기기에게 할당되는 대역폭이나 전달지연시간도 큰 영향을 미치게 되어 일정수준의 서비스 품질의 보장이 필요한 실시간 멀티미디어 트래픽의 서비스의 지원을 어렵게 한다. 코이노니아에서는 네트워크의 한 스테이션이 마스터가 되어 자원을 할당, 관리함으로써 각 트래픽 별로 네트워크 연결품질을 관리할 수 있다. 또한, 코이노니아는 바이너리 CDMA 기술을 사용함으로써 내잡음성과 세밀하고 유연한 자원할당 등의 장점을 가지고 있다. 우선, 바이너리 CDMA는 CDMA 기술 고유의 높은 내잡음성을 가지고 있으며, 이는 유선과 달리 잡음이 매우 많은 무선네트워크 환경에 뛰어난 특징을 나타낼 수 있다. 또한 바이너리 CDMA의 특성에 따라 대역폭을 코드 단위로 조정할 수 있어 유연하고 세밀한 자원할당이 가능하다.

도 4를 참조하면, 코이노니아에서 기본적 요소는 스테이션이다. 스테이션은 그 역할에 따라 마스터(Master)와 슬레이브(Slave)로 나누어진다. 마스터는 코이노니아 네트워크 전체를 관리하고 하나의 네트워크 안에서 오직 하나만 존재할 수 있다. 마스터는 비콘을 브로드캐스팅함으로 해서 슬레이브를 제어한다. 슬레이브는 마스터의 통제에 따라 데이터를 송·수신할 수 있다. 또한, 슬레이브는 경쟁 구간에서 자신의 요구사항을 마스터에게 요청할 수 있다. 보다 상세히, 마스터는 비콘을 전송하므로 해서 코이노니아의 슈퍼프레임(Superframe)의 타이밍을 제공한다. 또한, 서비스 품질 및 전력을 관리하거나 보안 인증 역할 등을 담당한다. 코이노니아는 개인 활동 영역 내에서 동일한 무선 주파수 채널상에서 동작하고 있는 두 개 이상의 스테이션이 존재할 때 구성된다. 한편, 피코넷(piconet)은 하나의 마스터(master)와 하나 이상의 슬레이브(slave)로 구성되며, 다중 피코넷(multi-piconet)은 처음 구성된 피코넷(최상위피코넷: parent piconet)과 이를 기반으로 형성된 하위 피코넷(child piconet)으로 구성된다. 이와 같은 하위 피코넷은 상위 피코넷에서 슬레이브 역할과 하위 피코넷에서 마스터 역할을 하는 하위 마스터(child master)와 슬레이브로 구성된다. 코이노니아에서 활용할 있는 자원은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식에서의 코드 채널(Code Channel)과 시간 분할 다중 접속(TDMA) 방식에서의 시간 슬롯(Time Slot)이다. 코드 분할 접속 방식의 경우, 동시에 많은 채널을 사용하면, 전송율이 증가하나, 에러율 역시 함께 증가하는 특성을 가지고 있다. 따라서, 채널 상황에 따라 데이터를 전송하는 코드 채널의 수를 변경하여 채널 환경에 능동적으로 대처할 수 있다. 코드 채널은 채널 상황이 좋은 경우에는 모든 코드 채널을 사용하여 데이터를 전송하고 채널 환경이 좋지 않은 경우에는 소수의 채널을 사용하여 데이터를 전송한다. 시간 슬롯은 코이노니아의 중요한 자원으로서 마스터에 의해 관리되며, 슬레이브들의 요청과 마스터의 판단에 의해 분배된다. 코이노니아는 보안을 위하여 Management Key, Pico Net Group Data Key, Peer-to-Peer Data Key의 3 가지 Key를 지원한다. 또한 이 Key들을 통하여 2개의 Device 간의 Peer-to-Peer 보안 및 한 피코넷을 이루는 여러 디바이스간의 그룹 보안 등을 지원할 수 있다.

마스터 모뎀(2000)은 관제서버(1000)와 배전자동화용 단말장치 사이에 연결된다. 또한, 마스터 모뎀(2000)은 복수의 슬레이브 모뎀(3000)과 피코넷을 형성하는 무선 셀을 구성하고, 무선 셀 구성은 4bit DIP switch로 구성된다. 마스터 모뎀(2000)은 관제서버(1000)로부터 제어신호를 수신받아 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치 또는 슬레이브 모뎀(3000)에 전송하며, 마스터 모뎀(2000)과 슬레이브 모뎀(3000) 간의 제어신호는 DNP 3.0 protocol 통신 방식에 의할 수 있다.

마스터 모뎀(2000)은 셀 구성내의 배전자동화용 단말장치의 어드레스(FRTU address 또는 RTU address) 및 자신과 슬레이브 모뎀들의 맥 어드레스(MAC address) 정보를 저장하고 관리한다. 마스터 모뎀(2000)은 관제서버(1000)로부터 수신받은 제어신호를 슬레이브 모뎀(3000)으로 전송하는 경우 마스터 모뎀(2000)에 저장된 슬레이브 모뎀(3000)의 맥 어드레스를 이용하여 전송할 수 있다. 이에 의해 오류로 인한 동일한 어드레스를 갖는 배전자동화용 단말장치가 존재하는 경우라도 슬레이브 모뎀(3000) 고유의 맥 어드레스를 이용하여 제어신호를 전송함으로써 제어신호를 정확히 전송할 수 있을 것이다.

또한, 마스터 모뎀(2000)은 마스터 모뎀(2000)에 연결된 배전자동화용 단말장치로부터 수신되는 데이터와 슬레이브 모뎀(3000)에 연결된 배전자동화용 단말장치로부터 수신되는 데이터를 혼선이 되지 않게 분리하여 이를 관제서버(1000)에 전송한다. 마스터 모뎀(2000)과 각 슬레이브 모뎀(3000) 사이의 데이터 통신은 할당된 시간슬롯과 코드를 사용하므로 복수의 슬레이브 모뎀(3000)들로부터 마스터 모뎀(2000)으로 전송되는 데이터는 혼선이 되지 않지만, 마스터 모뎀(2000)도 하나의 배전자동화용 단말장치에 연결되어 있으므로 이로부터 전송되는 데이터와 슬레이브 모뎀(3000)으로부터 전송되는 데이터가 동시에 수신될 경우 데이터 간 혼선이 발생할 수 있다. 이에 마스터 모뎀(2000)은 마스터 모뎀(2000)에 연결된 배전자동화용 단말장치로부터 수신되는 데이터와 슬레이브 모뎀(3000)으로부터 수신되는 데이터를 모뎀의 맥 어드레스나 배전자동화용 단말장치의 어드레스 정보 등을 이용하여 구별함으로써 마스터 모뎀(2000)에 연결된 배전자동화용 단말장치로부터 수신되는 데이터와 슬레이브 모뎀(3000)에 연결된 배전자동화용 단말장치로부터 수신되는 데이터를 혼선이 되지 않게 구분하여 수신할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 단말장치 제어 시스템은 마스터 모뎀(2000)의 장애 발생시 동작하는 예비 마스터 모뎀(2100)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 마스터 모뎀(2000)의 장애로 인해 배전자동화용 단말장치가 배전선로를 제어하지 못하면 정전 등의 전력사고가 발생될 수 있으므로, 이를 이중화하여 안정적으로 전력 설비를 운영하기 위함이다.

예비 마스터 모뎀(2100)은 별도의 제어부(예를 들어, MCU)를 통해 마스터 모뎀(2000)의 동작을 주시하다가 마스터 모뎀(2000)에 통신 불능 등이 발생하는 경우 마스터 모뎀(2000)을 대신하여 작동을 시작한다. 또한 예비 마스터 모뎀(2100)은 마스터 모뎀(2000)의 장애 발생시 관제서버(1000)로 장애 메시지를 발신하여 관리자의 신속한 점검 및 수리를 가능하게 할 수 있다. 예비 마스터 모뎀(2100)은 마스터 모뎀(2000)과 같이 배전자동화용 단말장치의 DC 24V를 공급받아 사용하고 마스터 모뎀(2000)과 하나의 장치로 구성될 수 있다. 장애가 발생한 마스터 모뎀은 바로 분리 교체가 가능하고, 교체 후에는 예비 마스터 모뎀에서 마스터 모뎀으로 절체가 가능할 것이다.

슬레이브 모뎀(3000)은 마스터 모뎀(2000)과 바이너리 CDMA 통신을 수행하고 배전자동화용 단말장치와 연결된다. 슬레이브 모뎀(3000)은 마스터 모뎀으로부터 전송받은 제어신호를 배전자동화용 단말기에 전송한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 슬레이브 모뎀(3100)은 릴레이 마스터 모듈과 슬레이브 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 이에 의해 마스터 모뎀(2000)과 슬레이브 모뎀(3000) 간에 통신 장애가 있는 음영 지역에 슬레이브 모뎀(3000)을 설치해야 할 경우 이와 인접하는 지역의 슬레이브 모뎀을 릴레이 마스터 모듈과 슬레이브 모듈로 구성된 중계 슬레이브 모뎀(3100)으로 설치하여, 이 중계 슬레이브 모뎀(3100)의 릴레이 마스터 모듈이 마스터 모뎀(2000)으로부터 음영 지역의 슬레이브 모뎀(3000)으로 전송되는 제어신호를 대신 수신받아 이를 음영 지역의 슬레이브 모뎀(3000)으로 중계 전송할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전자동화용 단말장치 제어 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법의 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법은 관제서버가 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 제어신호를 마스터 모뎀에 전송하는 단계, 마스터 모뎀은 수신받은 제어신호를 마스터 모뎀과 피코넷(Piconet)을 형성하는 복수의 슬레이브 모뎀에 전송하는 단계, 마스터 모뎀 및 복수의 슬레이브 모뎀이 전송받은 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송하는 단계, 및 제어신호를 전송받은 배전자동화용 단말장치가 제어신호를 분석하여 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 자신의 어드레스가 매칭하는 경우 제어신호에 따라 배전선로를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

관제서버(1000)는 마스터 모뎀(2000)을 통하여 배전선로의 전압, 전류, 전력, 역률 등의 데이터를 전송받고 이를 기초로 배전자동화용 단말장치의 제어가 필요한 경우 제어신호를 마스터 모뎀(2000)에 전송한다.

마스터 모뎀(2000)은 수신받은 제어신호를 마스터 모뎀(2000)과 피코넷(Piconet)을 형성하는 복수의 슬레이브 모뎀(3000)에 전송하고, 이 마스터 모뎀(2000) 및 슬레이브 모뎀(3000)은 수신받은 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송한다.

제어신호를 전송받은 배전자동화용 단말장치는 제어신호를 분석하여 이에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 자신의 어드레스가 매칭하는 경우 이 제어신호에 따라 배전선로를 제어한다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법의 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법은 관제서버가 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 제어신호를 마스터 모뎀에 전송하는 단계, 마스터 모뎀은 수신받은 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스가 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 매칭하는 경우 수신받은 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송하는 단계, 마스터 모뎀은 수신받은 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스가 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 매칭되지 않는 경우 이와 매칭되는 어드레스를 갖는 배전자동화용 단말장치가 연결된 슬레이브 모뎀으로 슬레이브 모뎀의 맥 어드레스를 이용하여 수신받은 제어신호를 전송하는 단계, 및 제어신호를 수신받은 슬레이브 모뎀은 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치로 상기 제어신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

마스터 모뎀(2000)은 관제서버로부터 수신받은 제어신호를 분석하여 이에 포함된 제어하고자 하는 배전자동화용 단말장치의 어드레스를 추출한 후 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 마스터 모뎀에 저장된 배전자동화용 단말장치 어드레스를 매칭시킨다. 마스터 모뎀은 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치의 어드레스와 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스가 매칭되는 경우 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송하고, 그렇지 않은 경우 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 일치하는 어드레스를 갖는 배전자동화용 단말장치가 연결된 슬레이브 모뎀으로 마스터 모뎀에 저장된 슬레이브 모뎀의 맥 어드레스를 이용하여 제어신호를 전송한다. 이에 의해, 제어신호를 전송하고자 하는 배전자동화용 단말장치와 연결된 특정 모뎀으로만 전송함으로써 보다 효율적으로 제어신호를 전송할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 배전자동화설비
1000 : 관제서버
2000 : 마스터 모뎀 2100 : 예비 마스터 모뎀
3000 : 슬레이브 모뎀 3100 : 중계 슬레이브 모뎀

Claims

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관제서버가 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 제어신호를 마스터 모뎀에 전송하는 단계;
상기 마스터 모뎀은 수신받은 상기 제어신호를 상기 마스터 모뎀과 피코넷(Piconet)을 형성하는 복수의 슬레이브 모뎀에 전송하는 단계;
상기 마스터 모뎀 및 상기 복수의 슬레이브 모뎀이 상기 전송받은 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송하는 단계; 및
상기 제어신호를 전송받은 배전자동화용 단말장치가 상기 제어신호를 분석하여 상기 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 자신의 어드레스가 매칭하는 경우 상기 제어신호에 따라 배전선로를 제어하는 단계를 포함하는
바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법.
관제서버가 배전자동화용 단말장치를 제어하기 위한 제어신호를 마스터 모뎀에 전송하는 단계;
상기 마스터 모뎀은 상기 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스가 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 매칭되는 경우 상기 제어신호를 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치에 전송하는 단계;
상기 마스터 모뎀은 상기 제어신호에 포함된 배전자동화용 단말장치 어드레스가 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치 어드레스와 매칭되지 않는 경우 이와 매칭되는 어드레스를 갖는 배전자동화용 단말장치가 연결된 슬레이브 모뎀으로 상기 슬레이브 모뎀의 맥 어드레스를 이용하여 상기 제어신호를 전송하는 단계; 및
상기 제어신호를 전송받은 상기 슬레이브 모뎀은 자신과 연결된 배전자동화용 단말장치로 상기 제어신호를 전송하는 단계를 포함하는
바이너리 CDMA 기술을 이용한 배전자동화용 단말장치 제어 방법.