KR101081023B1 - 스마트그리드 지능형전자장치 상호간의 통신 성능을 검증하기 위한 장치 및 그 방법 - Google Patents

스마트그리드 지능형전자장치 상호간의 통신 성능을 검증하기 위한 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스마트그리드 지능형전자장치 상호간의 통신 성능을 검증하기 위한 장치 및 그 방법을 제공한다. 네트워크 스위치에 연결되어 있는 복수의 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 검증하기 위한 성능 검증 장치는 사용자의 설정에 따라 성능을 검증하려는 테스트용 지능형전자장치의 주변 지능형전자장치로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하기 위한 주변 구스 환경을 설정하고, 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 테스트용 지능형전자장치로 테스트 구스 메시지를 전달하며, 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시키기 위한 시뮬레이션 환경을 설정하는 장치 설정부, 테스트 구스 메시지에 대한 응답으로 테스트 응답 구스 메시지를 테스트용 지능형전자장치로부터 수신하는 구스 수신부, 및 구스 수신부로부터 전달된 테스트 응답 구스 메시지와 테스트 구스 메시지를 이용하여 상호운용 통신 성능을 측정하는 성능 검증부를 포함한다.

Description

스마트그리드 지능형전자장치 상호간의 통신 성능을 검증하기 위한 장치 및 그 방법{Apparatus and method for testing of interoperability communication performance of smartgrid intelligent electronic device}
본 발명은 스마트그리드 지능형전자장치 상호간의 통신 성능을 검증하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IEC 61850 기반의 스마트그리드 지능형 전자장치의 상호운용 측면에서의 통신 성능을 검증하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
대규모 전력산업의 지속적인 성장을 위해서는 전력계통의 높은 신뢰도가 요구되며, 계통운영 전반에 대한 디지털 및 자동화 기술의 필요성이 증대되고 있다. 국내외 전력기술 동향을 살펴보면 발전소부터 말단 수용가까지의 모든 정보를 네트워크상에서 서로 공유하기 위해 시스템의 분산화와 중앙제어의 체계적 운영환경으로 발전하고 있다. 이를 위해 국제전기기술위원회(International Electrotechnical Commission, IEC)에서는 변전소의 자동화 통신 구조를 국제 표준 규격화하여 전력분야의 시스템을 통합화하기 위해 IT 기술을 접목하고 있다.
이러한 변화를 위해 스마트그리드 핵심 구성 설비인 변전소에는 운영과 관련된 감시, 보호 및 제어의 다양화와 전력설비에 대한 유지보수 및 진단 등에 대한 다양한 정보제공 등이 요구된다. 이러한 요구에 따라 현재의 아날로그형 변전시스템이 디지털 기술의 결정체인 지능형전자장치(Intelligent Electronic Device)와 컴퓨터 운영시스템을 이용한 디지털 변전시스템으로 대체되고 있다.
그에 따라 변전소의 디지털화가 더욱 가속화되고 있으며, 변전자동화 국제규격인 IEC 61850을 적용하여 단위기기가 아닌 디지털 네트워크 환경아래에서 시스템적으로 운전되는 변전자동화시스템(Substation Automation System)에 대한 성능시험을 위해 기존의 단위기기 중심의 기능 시험에서 디지털 변전소의 전체 운전환경과 연계된 종합적인 성능을 시험하기 위한 기술이 요구된다. 즉, 기존의 변전소 시험이 물리적 신호의 입출력에 의한 기능의 일대 일의 동작시험 있었다면 디지털 기반의 변전자동화시스템은 다수의 지능형전자장치가 주고받는 네트워크 환경의 통신메시지에 대한 동작 및 성능을 검증하기 위한 기술이 요구된다.
이를 위해 IEC 61850 기반의 변전자동화시스템에 적용되는 지능형전자장치는 이러한 통신메시지를 GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event) 형식을 통해 수행하게 되며, 현재까지는 지능형전자장치의 통신기능시험은 IEC 61850 적합성 인증시험 항목 중 GOOSE 수신시험을 통해서만 이루어지고 있다.
하지만 이러한 시험은 단순히 지능형전자장치 하나에 대한 개별 시험으로 변전자동화시스템 또는 스마트그리드 시스템 환경에서 동작하는 지능형전자장치에 대한 상호운용 측면에서의 성능을 측정하기 에는 충분하지 않은 문제점이 있다.
또한, 스마트그리드 지능형전자장치 상호간 정보 전달에 사용하는 구스 메시지는 통신상 특정 서버의 목적지를 가지고 일대 일의 통신 관계로 전달되는 OSI(Open Systems Interconnection) 7계층의 TCP/IP의 형식이 아닌 전송속도를 높이기 위한 3계층의 멀티캐스팅 형식으로 형성된다. 실제적으로 지능형전자장치의 구스 메시지 전달방식은 가상의 맥주소를 가지고 모든 네트워크에 연결된 서버로 전송되는 브로드캐스팅 방식을 사용하므로 통신상에 연결된 지능형전자장치는 네트워크에 흐르는 모든 구스 메시지를 수신하여 자신에게 전달되는 메시지인지를 확인하게 된다. 이러한 특징은 네트워크에 구스 메시지가 많을 경우, 구스 메시지에 반응하는 지능형전자장치에서 구스 메시지를 처리하는 시간에 큰 영향을 줄 수 있으며, 빠른 전송속도를 요구하는 지능형전자장치에서의 구스 메시지를 신속하게 전달하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, IEC 61850 기반의 스마트그리드 지능형 전자장치 상호간의 통신 성능을 검증하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 스위치에 연결되어 있는 복수의 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 검증하기 위한 성능 검증 장치에 있어서,
사용자의 설정에 따라 성능을 검증하려는 테스트용 지능형전자장치의 주변 지능형전자장치로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하기 위한 주변 구스 환경을 설정하고, 상기 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 상기 테스트용 지능형전자장치로 테스트 구스 메시지를 전달하며, 상기 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시키기 위한 시뮬레이션 환경을 설정하는 장치 설정부; 상기 테스트 구스 메시지에 대한 응답으로 테스트 응답 구스 메시지를 상기 테스트용 지능형전자장치로부터 수신하는 구스 수신부; 및 상기 구스 수신부로부터 전달된 테스트 응답 구스 메시지와 상기 테스트 구스 메시지를 이용하여 상호운용 통신 성능을 측정하는 성능 검증부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 성능 검증부는 상기 테스트 구스 메시지가 상기 테스트용 지능형전자장치로 전달되는 전달 시간과 상기 테스트 응답 구스 메시지가 상기 구스 수신부로 전달되는 수신 시간의 차를 이용하여 상기 상호운용 통신 성능을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 전달 시간과 상기 수신 시간을 측정하며, 복수의 지능형전자장치와 송수신되는 모든 메시지를 저장하는 통신패킷 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 통신패킷 처리부는 원시코드 형식의 상기 모든 구스 통신 데이터를 IEC 61850 규격에서 정의하는 구스 형식으로 변환하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치 설정부는 상기 사용자가 입력한 데이터 형식을 전달받아 상기 주변 구스 환경을 설정하며, 상기 주변 구스 환경은 맥(MAC)주소, 가상랜 주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자, 메시지의 식별자, 메시지의 갱신번호, 테스트 태그 및 메시지의 실효성 태그를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 장치 설정부는 하나의 데이터 속성만 처리하는 DA(Data Attribute) 수준과 복수의 데이터 속성을 처리하는 DO(Data Object) 수준으로 데이터 속성을 분류하여 상기 테스트 구스 메시지의 속성을 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치 설정부는 상기 모의 구스 메시지를 전달하기 위한 제1 네트워크 포트 및 상기 테스트 구스 메시지를 전달하기 위한 제2 네트워크 포트를 각각 할당하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 네트워크 포트를 통해 상기 모의 구스 메시지를 전달하며, 상기 제2 네트워크 포트를 통해 상기 테스트 구스 메시지를 전달하는 구스 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치 설정부는 SCL(Substation Configuration Language) 파일이 존재하는 경우, 상기 SCL 파일을 이용하여 상기 테스트 응답 구스 메시지에 대한 수신 환경을 자동으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 장치 설정부는 상기 SCL 파일이 존재하지 않는 경우, 수동으로 수신 환경을 설정하기 위해 상기 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 맥(MAC)주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자 및 메시지의 갱신번호를 직접 입력하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 지능형전자장치와 네트워크 스위치를 사이에 두고 연결되어 있는 성능 검증 장치에서 상기 복수의 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 검증하기 위한 방법에 있어서,
사용자의 설정에 따라 성능을 검증하려는 테스트용 지능형전자장치로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하기 위한 주변 구스 환경을 설정하는 단계; 상기 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 상기 테스트용 지능형전자장치로 테스트 구스 메시지를 전달하는 단계; 상기 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시키기 위한 값을 변화시켜 시뮬레이션을 수행하는 단계; 상기 테스트 구스 메시지에 대한 응답으로 테스트 응답 구스 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 테스트 구스 메시지와 상기 테스트 응답 구스 메시지를 이용하여 상호운용 통신 성능을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상호운용 통신 성능을 측정하는 단계는 상기 테스트 구스 메시지가 상기 테스트용 지능형전자장치로 전달되는 전달 시간을 측정하는 단계; 상기 테스트 응답 구스 메시지가 상기 테스트용 지능형전자장치로부터 수신되는 수신 시간을 측정하는 단계; 및 상기 전달 시간과 상기 수신 시간의 차를 이용하여 상기 상호운용 통신 성능을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주변 구스 환경을 설정하는 단계는 상기 사용자가 입력한 데이터 형식을 전달받는 단계; 상기 데이터 형식을 이용하여 상기 모의 구스 메시지를 전송하기 위한 전송 환경을 설정하는 단계; 상기 모의 구스 메시지의 전송 간격을 설정하는 단계; 및 상기 모의 구스 메시지를 전송하기 위한 네트워크 포트를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주변 구스 환경은 맥(MAC)주소, 가상랜 주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자, 메시지의 식별자, 메시지의 갱신번호, 테스트 태그 및 메시지의 실효성 태그를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 한다.
상기 테스트 구스 메시지를 전달하는 단계는 하나의 데이터 속성만 처리하는 DA(Data Attribute) 수준과 복수의 데이터 속성을 처리하는 DO(Data Object) 수준으로 데이터 속성을 분류하여 상기 테스트 구스 메시지의 속성을 결정하는 단계; 상기 환경 설정 정보를 이용하여 상기 테스트 구스 메시지를 전송하기 위한 전송 환경을 설정하는 단계; 및 상기 테스트 구스 메시지를 전송하기 위한 네트워크 포트를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 테스트 구스 메시지를 전달하는 단계는 SCL(Substation Configuration Language) 파일이 존재하는 경우, 상기 테스트 응답 구스 메시지에 대한 수신 환경을 자동으로 설정하는 단계; 및 상기 SCL 파일이 존재하지 않는 경우, 상기 테스트 응답 구스 메시지에 대한 수신 환경을 수동으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수신 환경을 수동으로 설정하는 단계는 상기 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 맥(MAC)주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자 및 메시지의 갱신번호를 직접 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서는 성능 검증 사용자의 설정에 따라 성능을 검증하려는 테스트용 지능형전자장치의 주변 지능형전자장치로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하는 테스트용 지능형전자장치의 주변 구스 환경을 설정하고, 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 검증함에 따라 종래 구스 메시지가 수신되었는 지의 여부만으로 동작 및 성능을 검증하던 것보다 정확하게 상호운용 통신 성능을 검증할 수 있으므로 차단기 트립, 인터락 등과 같이 스마트그리드와 변전자동화시스템의 보호 및 운전과 관련된 중요하고 고신뢰성을 요구하는 신호를 보다 안정적이고 정확하게 제공할 수 있다.
특히, 종래 임의의 통신주소를 가지는 브로드캐스팅 방식을 사용하는 구스 메시지를 사용하던 것과 달리 사용자의 설정에 따라 주변 구스 환경의 상태를 자유롭게 제어하여 지정된 지능형전자장치로 다양한 조합의 구스 메시지를 전송하여 상호운용 통신 성능을 검증할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 테스트용 지능형전자장치로 전달되는 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시킬 수 있도록 값의 변화를 주기 위한 시뮬레이션 환경을 설정함에 따라 사용자가 입력값을 제어하여 보다 쉽게 성능검증을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트그리드 지능형전자장치의 통신 성능을 검증하기 위한 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 성능 검증 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 장치 설정부에서 송신 환경을 설정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 2에 도시한 장치 설정부에서 수신 환경을 설정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 2에 도시한 성능 검증부에서 상호운용 통신성능을 검증하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상호운용 통신성능을 검증하는 한 예를 나타내는 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 모든 메시지는 IEC 61850 규격에서 정의하는 상호운용 통신메시지인 GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event) 형식으로 송수신된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트그리드 지능형전자장치의 통신 성능을 검증하기 위한 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시한 성능 검증 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스마트그리드 지능형전자장치의 통신 성능을 검증하기 위한 시스템은 성능 검증 장치(100), 네트워크 스위치(200) 및 복수의 지능형전자장치(300a-300n)를 포함한다. 여기서, 성능 검증 장치(100)는 네트워크 스위치(200)를 통해 복수의 지능형전자장치 중 시험대상 장비인 테스트용 지능형전자장치와 연결된다. 본 발명의 실시예에서는 테스트용 지능형전자장치가 지능형전자장치(300a)이며, 주변 지능형전자장치가 지능형전자장치(300b-300n)인 것으로 가정한다.
성능 검증 장치(100)는 테스트용 지능형전자장치(300a)의 상호운용 측면에서의 통신 성능(이하, "상호운용 통신 성능"이라고 함)을 측정하기 위해 먼저 주변 지능형전자장치(300b-300n)로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변 구스 환경을 설정한다. 그리고, 성능 검증 장치(100)는 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치(300a)의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 테스트용 지능형전자장치(300a)로 테스트 구스 메시지를 전달한다. 그리고, 성능 검증 장치(100)는 테스트용 지능형전자장치(300a)로 전달되는 테스트 구스 메시지에 반응하여 전달되는 테스트 응답 구스 메시지의 전달과정을 수신하고, 테스트 구스 메시지와 테스트 응답 구스 메시지를 비교하여 테스트용 지능형전자장치(300a)의 상호운용 통신성능을 검증한다. 즉, 성능 검증 장치(100)는 테스트용 지능형전자장치(300a)의 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수가 다양하게 변경될 수 있도록 주변 구스 환경의 설정을 변경해가며 테스트 구스 메시지를 전달하여 주변 구스 환경에 따른 상호운용 통신 성능을 측정한다.
본 발명의 실시예에 따른 성능 검증 장치(100)는 사용자가 원하는 만큼 충분히 테스트 구스 메시지를 전송할 수 있는 다수의 통신카드 장착이 가능한 하드웨어 타입의 성능장치를 이용하여 통신성능을 검증한다.
이러한 성능 검증 장치(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 장치 설정부(110), 통신패킷 처리부(120), 구스 전달부(130), 구스 수신부(140), 성능 검증부(150) 및 네트워크 포트(160)를 포함한다.
장치 설정부(110)는 시험대상인 테스트용 지능형전자장치(300a)가 실제 스마트그리드 또는 변전자동화시스템의 환경과 동일한 상황에서 성능을 측정할 수 있도록 다양한 조합과 발생조건에서 테스트 구스 메시지가 전달되도록 하기 위한 구스 통신 환경, 즉 전송 환경을 설정하여 복수의 테스트 구스 메시지를 생성한다.
구체적으로, 장치 설정부(110)는 실제 스마트그리드 또는 변전자동화시스템의 환경과 동일한 상황을 형성하기 위해 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하여 주변 구스 환경을 설정한다. 그리고, 장치 설정부(110)는 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치(300a)의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 테스트 구스 메시지를 전달하고, 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시킬 수 있도록 값의 변화를 주기 위한 시뮬레이션 환경을 설정하여 상호운용 테스트 환경을 설정한다.
한편, 장치 설정부(110)는 성능 검증 장치(100)가 테스트용 지능형전자장치(300a)로 전달한 테스트 구스 메시지에 응답하여 전달하는 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 구스 통신 환경, 즉 수신 환경을 설정한다. 즉, 장치 설정부(110)는 SCL(Substation Configuration Language) 파일이 존재하는 지의 여부를 판단하고, SCL 파일이 존재하는 경우 자동으로 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 수신 환경을 설정하며, SCL 파일이 존재하지 않는 경우 수동으로 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 수신 환경을 설정한다.
통신패킷 처리부(120)는 성능 검증 장치(100)가 네트워크 포트(160)를 통해 송수신하는 원시코드형식의 모든 메시지를 수집하여 네트워크 포트(160)를 통과하는 시점의 송신 시간 및 수신 시간을 기록한다. 그리고, 통신패킷 처리부(120)는 원시코드 형식의 모든 메시지를 IEC 61850 규격에서 정의하는 구스 형식으로 변환한다. 또한, 통신패킷 처리부(120)는 복수의 지능형전자장치와 송수신되는 모든 메시지를 실시간으로 저장한다.
구스 전달부(130)는 장치 설정부(110)에서 할당한 해당 네트워크 포트를 통해 모의 구스 메시지 및 테스트 구스 메시지를 각각 해당 지능형전자장치로 전달한다.
구스 수신부(140)는 장치 설정부(110)에서 할당한 해당 네트워크 포트를 통해 수신되는 다양한 수신 메시지 중 테스트용 지능형전자장치(300a)로부터 전달된 테스트 응답 구스 메시지를 선별하여 통신패킷 처리부(120) 및 성능 검증부(150)로 전달한다.
성능 검증부(150)는 장치 설정부(110)에서 설정한 전송 환경에 따라 구스 메시지, 즉 모의 구스 메시지, 테스트 구스 메시지 및 테스트 응답 구스 메시지 등의 송수신을 실행 또는 정지할 수 있다. 그리고, 성능 검증부(150)는 테스트 구스 메시지의 생성을 위해 전송환경 설정 요청 메시지를 생성하여 장치 설정부(110)로 전달한다. 성능 검증부(150)는 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위해 수신환경 설정 요청 메시지를 생성하여 장치 설정부(110)로 전달한다. 그리고, 성능 검증부(150)는 통신패킷 처리부(120)에 저장된 테스트 구스 메시지와 테스트 응답 구스 메시지가 수신되는 시간의 차를 이용하여 테스트용 지능형전자장치(300a)의 상호운용 통신 성능을 검증한다. 본 발명의 실시예에 따른 테스트 구스 메시지와 테스트 응답 구스 메시지를 이용하여 상호운용 통신 성능을 검증하는 구체적인 방법은 도 5 및 도 6을 참조하여 구체적으로 후술한다.
네트워크 포트(160)는 복수의 네트워크 포트(도시하지 않음)를 포함하며, 장치 설정부(110)에 의해 할당되어 해당 구스 메시지를 송수신한다.
도 3은 도 2에 도시한 장치 설정부에서 송신 환경을 설정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 장치 설정부(110)는 성능 검증부(150)로부터 전송환경 설정 요청 메시지를 전달받는다(S100). 장치 설정부(110)는 전송환경 설정 요청 메시지가 전달되면, 주변 구스 환경을 설정할 것인지를 판단한다(S101).
S101 단계에서의 판단결과 주변 구스 환경을 설정하는 경우, 장치 설정부(110)는 모의 구스 메시지를 통해 전송할 데이터의 형식을 사용자로부터 전달받는다(S102). 장치 설정부(110)는 데이터의 형식을 이용하여 맥(Mac) 주소, 가상 랜(Virtual LAN), 어플리케이션 식별자 설정, 네트워크 식별자, 메시지의 식별자, 메시지의 갱신번호, 테스트 태그 및 메시지의 실효성 태그를 포함하는 구스 통신 환경, 즉 주변 구스 환경을 설정한다(S103).
그리고, 장치 설정부(110)는 모의 구스 메시지를 전송하는 방식을 설정한다(S104). 예를 들어, 장치 설정부(110)는 모의 구스 메시지가 최소 1ms에서 최대 120s의 간격으로 전송되도록 모의 구스 메시지를 전송하는 방식을 설정한다.
또한, 장치 설정부(110)는 모의 구스 메시지를 전송하기 위한 해당 네트워크 통신포트를 설정한다(S105). 그리고, 장치 설정부(110)는 모의 구스 메시지가 복수개인 경우 복수의 모의 구스 메시지를 전송하기 위해 지금까지의 주변 구스 환경의 설정과정을 반복할 지를 판단한다(S106).
S106 단계에서의 판단결과 주변 구스 환경의 설정과정을 반복하는 경우, 장치 설정부(110)는 S102 단계로 돌아가 동일하게 모의 구스 메시지를 전송하기 위한 주변 구스 환경의 설정 과정을 반복하여 수행한다. S106 단계에서의 판단결과 주변 구스 환경의 설정과정을 반복하지 않는 경우, 상호운용 통신성능을 검증을 수행한다(S107-S111).
한편, S101 단계에서의 판단결과 주변 구스 환경을 설정하지 않는 경우, 장치 설정부(110)는 사용자가 설정한 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치(300a)의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 테스트 구스 메시지의 데이터의 형식을 설정한다(S107). 즉, 장치 설정부(110)는 IEC 61850 규격에 따라 여러 개의 데이터 속성을 묶어 처리하는 DO(Data Object) 수준과 하나의 데이터 속성으로만 처리하는 DA(Data Attribute) 수준으로 구분하여 테스트 구스 메시지의 데이터의 형식을 설정한다.
그리고, 장치 설정부(110)는 S103 단계에서 주변 구스 환경을 설정한 것과 동일한 방법으로 구스 통신 환경, 즉 송신 환경을 설정한다(S108). 그리고, 장치 설정부(110)는 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시킬 수 있도록 값의 변화를 주기 위한 시뮬레이션 환경을 설정한다(S109). 또한, 장치 설정부(110)는 테스트 구스 메시지를 전송하기 위해 해당 네트워크 통신포트를 설정한다(S110). 장치 설정부(110)는 S107-S110 단계의 상호운용 테스트 환경의 설정과정을 반복할 지를 판단한다(S111).
S111 단계에서의 판단결과 상호운용 테스트 환경의 설정과정을 반복하는 경우, 장치 설정부(110)는 S107 단계로 돌아가 동일하게 상호운용 테스트 환경의 설정과정을 반복하여 수행한다. S111 단계에서의 판단결과 상호운용 테스트 환경의 설정과정을 반복하지 않는 경우, 송신 환경의 설정을 종료한다.
도 4는 도 2에 도시한 장치 설정부에서 수신 환경을 설정하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 장치 설정부(110)는 성능 검증부(150)로부터 수신환경 설정 요청 메시지를 전달받는다(S200).
장치 설정부(110)는 수신환경 설정 요청 메시지가 전달되면, IEC 61850 규격에서 정의하는 SCL(Substation Configuration Language) 파일이 존재하는 지의 여부를 판단한다. 즉, 장치 설정부(110)는 SCL 파일을 이용하여 테스트 응답 구스 메시지를 수신할 것인지를 판단한다(S201).
S201 단계에서의 판단결과 SCL 파일을 이용하여 테스트 응답 구스 메시지를 수신하지 않는 경우, 장치 설정부(110)는 수동으로 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 구스 통신 환경을 설정한다. 즉, 장치 설정부(110)는 맥(Mac) 주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자, 메시지의 갱신번호를 포함하는 수신하려는 테스트 응답 구스 메시지에 대한 구스 통신 환경, 즉 수신 환경을 수동으로 설정한다(S202). 그리고, 장치 설정부(110)는 지능형전자장치가 전송하는 테스트 응답 구스 메시지의 데이터 형식을 동일하게 설정한다(S203).
S201 단계에서의 판단결과 SCL 파일을 이용하여 테스트 응답 구스 메시지를 수신하는 경우, 장치 설정부(110)는 SCL 파서기능을 통해 SCL 파일을 분석한다(S204). 그리고, 장치 설정부(110)는 SCL 파일로부터 맥(Mac) 주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자, 메시지의 갱신번호를 자동으로 파악하여 수신하려는 테스트 응답 구스 메시지의 데이터 형식을 자동으로 설정한다(S205).
도 5는 도 2에 도시한 성능 검증부에서 상호운용 통신성능을 검증하는 방법을 나타내는 순서도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상호운용 통신성능을 검증하는 한 예를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 성능 검증 장치(100)의 성능 검증부(150)는 상호운용 통신 성능의 검증이 시작되면 장치 설정부(110)를 제어하여 테스트 구스 메시지를 전송하기 위한 해당 네트워크 포트가 할당되도록 한다(S300). 성능 검증부(150)는 구스 전달부(130)를 통해 테스트 구스 메시지가 지능형전자장치(300a)로 전달되도록 한다(S301).
성능 검증부(150)는 구스 수신부(140)를 통해 테스트 구스 메시지에 대응하는 테스트 응답 구스 메시지를 지능형전자장치(300)로부터 전달받는다(S302). 이때, 테스트 응답 구스 메시지는 할당된 네트워크 포트를 통해 수집되는 복수의 통신 메시지 가운데 구스 수신부(140)가 수신 환경에 기초하여 선별된다. 그리고, 성능 검증부(150)는 지능형전자장치(300a)와 송수신하는 테스트 구스 메시지와 테스트 응답 구스 메시지가 실시간으로 통신패킷 처리부(120)에 저장되도록 한다. 성능 검증부(150)는 테스트 구스 메시지와 테스트 응답 구스 메시지를 패킷 뷰어(도시하지 않음)을 통해 표시하여 사용자에게 시각적으로 제공한다(S303).
한편, 성능 검증부(150)는 상호운용 통신 성능의 검증이 정지되면 구스 전달부(130) 및 구스 수신부(140)가 동작하지 않도록 제어하며, 지금까지 성능 검증 장치(100)에서 전달된 테스트 구스 메시지와 테스트 응답 구스 메시지를 이용하여 상호운용 통신 성능을 검증한다(S304). 성능 검증부(150)는 사용자가 검증 결과를 쉽게 확인할 수 있도록 지능형전자장치(300a)의 구스 반응시간 및 구스 이벤트 발생 순간 등과 같은 시험과정에서 발생되는 구스 패킷을 분석하여 검증 결과를 제공한다.
예를 들어, 도 6을 참고하면 성능 검증 장치(100)의 성능 검증부(150)는 지능형전자장치(300a)의 상호운용 통신 성능을 검증하기 위해 테스트 구스 메시지를 지능형전자장치(300a)로 전송한다. 성능 검증부(150)는 통신패킷 처리부(120)를 제어하여 네트워크 스위치(200)를 통해 테스트 구스 메시지가 전달된 전달 시간(T1)을 기록한다. 그러면, 지능형전자장치(300a)는 테스트 구스 메시지를 수신하여 이벤트 처리를 수행하고 테스트 구스 메시지에 대한 응답으로 테스트 응답 구스 메시지를 성능 검증 장치(100)로 전달한다.
성능 검증부(150)는 네트워크 스위치(200)를 통해 테스트 응답 구스 메시지를 수신하고 통신패킷 처리부(120)를 제어하여 이때의 수신 시간(T2)을 기록한다. 성능 검증부(150)는 테스트 구스 메시지를 전달한 전달 시간(T1)과 테스트 응답 구스 메시지를 수시한 수신 시간(T2)의 차이를 계산하여 미리 설정된 차이값의 범위를 만족하는 지를 판단하여 상호운용 통신 성능을 만족하는 지를 검증한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 성능 검증 사용자의 설정에 따라 성능을 검증하려는 테스트용 지능형전자장치의 주변 지능형전자장치로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하는 주변 구스 환경을 설정하고, 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 검증함에 따라 종래 구스 메시지가 수신되었는 지의 여부만으로 동작 및 성능을 검증하던 것보다 정확하게 상호운용 통신 성능을 검증할 수 있으므로 차단기 트립, 인터락 등과 같이 스마트그리드와 변전자동화시스템의 보호 및 운전과 관련된 중요하고 고신뢰성을 요구하는 신호를 보다 안정적이고 정확하게 제공할 수 있다.
특히, 종래 임의의 통신주소를 가지는 브로드캐스팅 방식을 사용하는 구스 메시지를 사용하던 것과 달리 사용자의 설정에 따라 주변 구스 환경의 상태를 자유롭게 제어하여 지정된 지능형전자장치로 다양한 조합의 구스 메시지를 전송하여 상호운용 통신 성능을 검증할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 테스트용 지능형전자장치로 전달되는 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시킬 수 있도록 값의 변화를 주기 위한 시뮬레이션 환경을 설정함에 따라 사용자가 입력값을 제어하여 보다 쉽게 성능검증을 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 성능 검증 장치
110: 장치 설정부
120: 통신패킷 처리부
130: 구스 전달부
140: 구스 수신부
150: 성능 검증부
160: 네트워크 포트
200: 네트워크 스위치
300: 복수의 지능형전자장치

Claims (17)

  1. 네트워크 스위치에 연결되어 있는 복수의 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 검증하기 위한 성능 검증 장치에 있어서,
    사용자의 설정에 따라 성능을 검증하려는 테스트용 지능형전자장치의 주변 지능형전자장치로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하기 위한 주변 구스 환경을 설정하고, 상기 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 상기 테스트용 지능형전자장치로 테스트 구스 메시지를 전달하며, 상기 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시키기 위한 시뮬레이션 환경을 설정하는 장치 설정부;
    상기 테스트 구스 메시지에 대한 응답으로 테스트 응답 구스 메시지를 상기 테스트용 지능형전자장치로부터 수신하는 구스 수신부; 및
    상기 구스 수신부로부터 전달된 테스트 응답 구스 메시지와 상기 테스트 구스 메시지를 이용하여 상호운용 통신 성능을 측정하는 성능 검증부를 포함하며,
    상기 성능 검증부는,
    상기 테스트 구스 메시지가 상기 테스트용 지능형전자장치로 전달되는 전달 시간과 상기 테스트 응답 구스 메시지가 상기 구스 수신부로 전달되는 수신 시간의 차를 이용하여 상기 상호운용 통신 성능을 측정하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전달 시간과 상기 수신 시간을 측정하며, 복수의 지능형전자장치와 송수신되는 모든 통신 메시지를 저장하는 통신패킷 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 통신패킷 처리부는,
    원시코드 형식의 상기 모든 통신 메시지를 IEC 61850 규격에서 정의하는 구스 형식으로 변환하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 설정부는,
    상기 사용자가 입력한 데이터 형식을 전달받아 상기 주변 구스 환경을 설정하며,
    상기 주변 구스 환경은 맥(MAC)주소, 가상랜 주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자, 메시지의 식별자, 메시지의 갱신번호, 테스트 태그 및 메시지의 실효성 태그를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 장치 설정부는,
    하나의 데이터 속성만 처리하는 DA(Data Attribute) 수준과 복수의 데이터 속성을 처리하는 DO(Data Object) 수준으로 데이터 속성을 분류하여 상기 테스트 구스 메시지의 속성을 결정하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 설정부는,
    상기 모의 구스 메시지를 전달하기 위한 제1 네트워크 포트 및 상기 테스트 구스 메시지를 전달하기 위한 제2 네트워크 포트를 각각 할당하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 네트워크 포트를 통해 상기 모의 구스 메시지를 전달하며, 상기 제2 네트워크 포트를 통해 상기 테스트 구스 메시지를 전달하는 구스 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 장치 설정부는,
    SCL(Substation Configuration Language) 파일이 존재하는 경우, 상기 SCL 파일을 이용하여 상기 테스트 응답 구스 메시지에 대한 수신 환경을 자동으로 설정하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 장치 설정부는,
    상기 SCL 파일이 존재하지 않는 경우, 수동으로 수신 환경을 설정하기 위해 상기 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 맥(MAC)주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자 및 메시지의 갱신번호를 직접 입력하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 장치.
  11. 복수의 지능형전자장치와 네트워크 스위치를 사이에 두고 연결되어 있는 성능 검증 장치에서 상기 복수의 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 검증하기 위한 방법에 있어서,
    사용자의 설정에 따라 성능을 검증하려는 테스트용 지능형전자장치로 모의 구스 메시지를 전달하여 주변으로 전달되는 구스 메시지의 수를 제어하기 위한 주변 구스 환경을 설정하는 단계;
    상기 주변 구스 환경에 따른 테스트용 지능형전자장치의 상호운용 통신 성능을 측정하기 위해 상기 테스트용 지능형전자장치로 테스트 구스 메시지를 전달하는 단계;
    상기 테스트 구스 메시지에 이벤트를 발생시키기 위한 값을 변화시켜 시뮬레이션을 수행하는 단계;
    상기 테스트 구스 메시지에 대한 응답으로 테스트 응답 구스 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 테스트 구스 메시지와 상기 테스트 응답 구스 메시지를 이용하여 상호운용 통신 성능을 측정하는 단계를 포함하며,
    상기 상호운용 통신 성능을 측정하는 단계는,
    상기 테스트 구스 메시지가 상기 테스트용 지능형전자장치로 전달되는 전달 시간을 측정하는 단계;
    상기 테스트 응답 구스 메시지가 상기 테스트용 지능형전자장치로부터 수신되는 수신 시간을 측정하는 단계; 및
    상기 전달 시간과 상기 수신 시간의 차를 이용하여 상기 상호운용 통신 성능을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 주변 구스 환경을 설정하는 단계는,
    상기 사용자가 입력한 데이터 형식을 전달받는 단계;
    상기 데이터 형식을 이용하여 상기 모의 구스 메시지를 전송하기 위한 전송 환경을 설정하는 단계;
    상기 모의 구스 메시지의 전송 간격을 설정하는 단계; 및
    상기 모의 구스 메시지를 전송하기 위한 네트워크 포트를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 주변 구스 환경은,
    맥(MAC)주소, 가상랜 주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자, 메시지의 식별자, 메시지의 갱신번호, 테스트 태그 및 메시지의 실효성 태그를 이용하여 설정되는 것을 특징으로 하는 성능 검증 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 테스트 구스 메시지를 전달하는 단계는,
    하나의 데이터 속성만 처리하는 DA(Data Attribute) 수준과 복수의 데이터 속성을 처리하는 DO(Data Object) 수준으로 데이터 속성을 분류하여 상기 테스트 구스 메시지의 속성을 결정하는 단계;
    상기 환경 설정 정보를 이용하여 상기 테스트 구스 메시지를 전송하기 위한 전송 환경을 설정하는 단계; 및
    상기 테스트 구스 메시지를 전송하기 위한 네트워크 포트를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 테스트 구스 메시지를 전달하는 단계는,
    SCL(Substation Configuration Language) 파일이 존재하는 경우, 상기 테스트 응답 구스 메시지에 대한 수신 환경을 자동으로 설정하는 단계; 및
    상기 SCL 파일이 존재하지 않는 경우, 상기 테스트 응답 구스 메시지에 대한 수신 환경을 수동으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 수신 환경을 수동으로 설정하는 단계는,
    상기 테스트 응답 구스 메시지를 수신하기 위한 맥(MAC)주소, 어플리케이션 식별자, 네트워크 식별자 및 메시지의 갱신번호를 직접 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성능 검증 방법.
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