KR101174254B1 - Meter Data Management System for Smart Grid - Google Patents

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KR101174254B1
KR101174254B1 KR1020120062104A KR20120062104A KR101174254B1 KR 101174254 B1 KR101174254 B1 KR 101174254B1 KR 1020120062104 A KR1020120062104 A KR 1020120062104A KR 20120062104 A KR20120062104 A KR 20120062104A KR 101174254 B1 KR101174254 B1 KR 101174254B1
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    • G08C19/02Electric signal transmission systems in which the signal transmitted is magnitude of current or voltage

Abstract

PURPOSE: A meter data management system of intelligent power network base is provided to conspicuously reduce investment costs and to improve profitability and effectiveness. CONSTITUTION: A watt hour meter(100) periodically transmits meter data in regard to used amount of a client. A data concentrator(200) collects load profile data from the watt hour meter and transmits it to an FEP(Front End Processor) server(300). The FEP server receives the load profile data from data concentrator and transmits the load profile data to an AMI(Advanced Metering Infrastructure) server(400). The AMI server monitors the load profile data of a transformer based on a meter management system by software and checks appropriateness of the measuring of the watt hour meter. Databases(210, 410) are located within the within data concentrator or the AMI server and includes a transformer load connection map.

Description

지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템{Meter Data Management System for Smart Grid}Meter data management system based on intelligent power grid {Meter Data Management System for Smart Grid}
본 발명은 배전용 변압기의 부하감시를 하드웨어적인 방식에서 소프트웨어적인 방식으로 전환함으로써, 투자비를 획기적으로 감축시킴은 물론 경제성과 효율성을 향상시킬 수 있고, 전자식 전력량계는 기존의 계량기 데이터(Meter Data) 이외에, 자체 생산하는 각 상별 계량기 데이터를 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정에 의하여 확대 수집함으로써, 계량기 데이터 관리시스템(MDMS)을 구축할 수 있으며, 전력량계의 부하 프로파일 계량기 데이터와 쌍방향 통신을 활용하여 변압기의 부하감시, 전력량계의 관리, 역률개선, 전기품질평가, 고장탐지, 분석을 계량기 데이터 관리시스템에서 수행함으로써, 과학화와 효율화를 기할 수 있고, 특고압의 원격검침 통신방식을 저압의 통신방식과 일원화하고 서버를 통합하여 계량기 데이터 관리시스템화 함으로써, 통신비를 획기적으로 감축하고 유지관리 비용을 최소화할 수 있으며, 사용량과 역률을 해석하여 절전대안을 제시하고, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하고, 지능형 전력망(Smart Grid) 분야에서 해외 관련 비즈니스 모델(Business Model)을 창출할 수 있으며, 필요할 경우 배전자동화시스템 내의 피더 원격 터미널 유니트(FRTU)와 데이터집중장치(DCU)를 통합함으로써, 투자비 감축은 물론 유지보수의 효율을 기할 수 있는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템에 관한 기술이다.According to the present invention, by switching the load monitoring of the distribution transformer from a hardware method to a software method, the investment cost can be drastically reduced, as well as the economics and efficiency can be improved, and the electronic wattmeter is used in addition to the existing meter data. In addition, the meter data management system (MDMS) can be constructed by collecting and collecting the meter data of each phase produced by the firmware and the revision of the protocol, and the load of the transformer by utilizing the load profile meter data and two-way communication of the electricity meter. Monitoring, electricity meter management, power factor improvement, electrical quality evaluation, fault detection, and analysis can be performed in the meter data management system, which enables scientific and efficiency improvements. To integrate the meter data management system, It can drastically reduce communication costs and minimize maintenance costs, analyze power consumption and power factor, suggest power saving alternatives, provide information to work with power factor compensation devices, and overseas related business models in the field of intelligent grids. (Business Model) can be created, and if necessary, integration of feeder remote terminal unit (FRTU) and data concentrator (DCU) in the distribution automation system can reduce investment costs and improve the efficiency of maintenance. A technology related to meter data management systems.
원격검침의 핵심은 전자식 전력량계, Chip, 쌍방향 통신 등이며, 이는 80년대 초반부터의 연구개발과, 2004년부터의 시범사업 등을 거쳐서 기술개발이 완료되어 2012년부터 본격사업이 계획되고 있다. The core of the remote meter reading is electronic electricity meter, chip, and two-way communication. The technology development has been completed through R & D since the early 80's and pilot project since 2004.
저압고객 원격검침을 위하여 종래의 기계식 계기는 전량 전자식계기로 교체하며, 전자식계기는 계량기 데이터를 주기별로 전송하게 되는데, 이때, 데이터는 데이터집중장치(DCU: Data Concentrate Unit)에 수집되고 HFC(Hybrid Fiber Cable) 망으로 상위 서버에 전송되며 쌍방향 통신을 시행한다.For the low pressure customer remote meter reading, the conventional mechanical instrument is replaced with the electronic instrument, and the electronic instrument transmits the meter data every cycle. In this case, the data is collected in a data concentrate unit (DCU) and hybrid (HFC) Fiber Cable) is transmitted to the upper server through the network and performs two-way communication.
또한 지능형 전력망은 전력사업 선진화를 지향하는 Global Trend로서 기존의 전력망(Grid)에 IT를 부가하여 계량기 데이터의 전송과, 고객과 전력 사업자간 쌍방향 통신을 함으로서 전력 사업에 일대 변혁을 유도하는 것이다. In addition, the intelligent power grid is a global trend aimed at advancing the electric power business. It is to induce a revolution in the electric power business by adding IT to the existing grid and transmitting meter data and two-way communication between the customer and the electric power company.
현재 정부와 전력 사업자는 지능형 전력망 분야에서 Global Leading Country를 목표로 2020년까지 구체적인 실현 방안을 발표하고, 1800만호 전 고객에 대하여 전자식 전력량계를 부설하여 계량기 데이터를 제공하고, 유무선 방식으로 쌍방향 통신을 시행하는 원격검침시스템을 확대 중이다. Currently, the government and electric power companies announce concrete implementation plans by 2020 with the goal of becoming a global leading country in the field of intelligent power grid, install electronic electricity meters for all 18 million customers, provide meter data, and conduct two-way communication by wired or wireless method. We are expanding our remote meter reading system.
위 사항은 중요한 기술 환경 변화를 의미하는 것으로 계량기 데이터, 쌍방향 통신이 중심이 되는 Advanced Metering Infrastructure의 완성을 뜻하고, 이를 토대로 지능형 전력망 핵심 목표인 계량기 데이터 관리시스템을 구축하여 전력사업에 경제성과 효율성을 향상시킬 수 있다. The above is an important technological environment change, which means completion of the Advanced Metering Infrastructure, which is centered on meter data and two-way communication. Can be improved.
반면에 전력량계가 생산하는 사용량을 제외한 부하 프로파일 계량기 데이터는 활용되지 않고 있고, 일정시간 소요 후 데이터가 소멸되며, 특고압 고객의 원격 검침은 무선 CDMA 통신 방식과 별도 서버에 의거 시행되고 있는 실정이다. On the other hand, the load profile meter data, except for the amount produced by the electricity meter, is not utilized, and the data disappears after a certain period of time, and the remote meter reading of the high-voltage client is performed by a wireless CDMA communication method and a separate server.
또한 원격 검침과 병행하는 배전용 변압기 부하감시의 경우, 현행 2차 측에 CT와 관련 부품을 부착하여 데이터집중장치(DCU) 내의 TDU 보드에서 부하를 산정하는 하드웨어적인 방식을 채용하고 있어 많은 불편함을 초래하고 있는 실정이다.In addition, in the case of transformer load monitoring for power distribution in parallel with the remote meter reading, a hardware method of calculating the load from the TDU board in the data concentrator (DCU) by attaching a CT and related components on the current secondary side is inconvenient. It is causing the situation.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 계량기 데이터 관리시스템은 저압의 원격검침 통신방식과 특고압의 원격검침 통신방식이 분리되어 있고, TDU와 Probe의 선이 필요하므로 설치비용 및 유지관리비용이 많이 들며, 비효율적인 문제점을 갖고 있다.As shown in FIG. 1, the conventional meter data management system has a low pressure remote metering communication method and a special high pressure remote metering communication method, and requires a TDU and a probe line, thus requiring high installation and maintenance costs. It has an inefficient problem.
그러므로 전자식 전력량계는 기존의 계량기 데이터 이외에, 자체 생산하는 각 상별 계량기 데이터를 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정에 의하여 확대 수집하여 계량기 데이터 관리시스템(MDMS)을 구축할 수 있고, 원격 검침과 병행하는 배전용 변압기 부하감시의 경우, 하드웨어적인 방식에서, MDMS에 의한 소프트웨어적인 방식으로 전환이 가능하며, 전력량계의 계량의 적정성을 MDMS로 판단하고, 사용량과 역률을 해석하여 절전방안을 안내하는 한편, 역률보상장치와 연계하도록 정보를 제공하며, 전기의 품질평가와 고장탐지 및 분석을 MDMS에서 수행하여 과학화할 수 있으며, 경제성과 신뢰성을 고려하여 필요한 경우, 배전자동화용 개폐기 설치 전주에 부설된 Feeder Remote Terminal Unit에 데이터집중장치(DCU)를 통합하여 AMI(Advanced Metering Infrastructure) HUB화가 가능하고, 정밀성이 요구될 경우, 데이터집중장치는 실시간 Clock 기능과 HFC 또는 CDMA와 동기화 시키는 기능을 내장하고, 전력량계의 내부 Clock과 DCU의 Clock의 차가 규정치 이상으로 발생 할 경우 자동으로 전력량계의 시각을 동기화하는 기능을 가지며, 특고압 고객용 Metering Out Fit도 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 부하 프로파일 계량기 데이터(Load Profile Meter Data)의 수집을 확대하고 MDMS로 일원화가 가능하고, 사용량과 역률을 해석하여 절전대안을 안내하는 한편, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Therefore, in addition to the existing meter data, the electronic electricity meter can collect the meter data of each phase produced by itself by firmware revision and protocol revision to build a meter data management system (MDMS). In the case of transformer load monitoring, it is possible to switch from hardware to software by MDMS, and to determine the appropriateness of metering of electricity meter by MDMS, and to guide power saving measures by analyzing usage and power factor. It can provide information to connect with the product, and can conduct scientific quality assessment, failure detection and analysis by MDMS, and if necessary in consideration of economic efficiency and reliability, feeder remote terminal unit installed in the week before installation of switchgear for distribution automation. AMI (Advanced Metering Infrastructure) HUB is added by integrating Data Central Unit (DCU) When precision and precision are required, the data intensive device has a built-in real time clock function and a function to synchronize with HFC or CDMA, and when the difference between the meter's internal clock and the DCU's clock exceeds the specified value, the meter's time is automatically set. The metering out fit for high-pressure customers can also be expanded by collecting firmware and amending protocols, expanding the collection of load profile meter data, unifying it with MDMS, and analyzing usage and power factor. It is urgently needed to develop an intelligent grid-based meter data management system that guides power saving alternatives and provides information to interwork with a power factor correction device.
이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 배전용 변압기의 부하감시를 하드웨어적인 방식에서 소프트웨어적인 방식으로 전환함으로써, 투자비를 획기적으로 감축시킴은 물론 경제성과 효율성을 향상시킬 수 있는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention was conceived to solve the above problems, and by switching the load monitoring of the distribution transformer from a hardware method to a software method, an intelligent power network that can dramatically reduce investment costs and improve economic efficiency and efficiency. Its purpose is to provide a meter-based data management system.
다른 본 발명의 목적은 전자식 전력량계는 기존의 계량기 데이터 이외에, 자체 생산하는 각 상별 계량기 데이터를 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정에 의하여 확대 수집함으로써 계량기 데이터 관리시스템(MDMS)을 구축할 수 있는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is an electronic electricity meter based on an intelligent power grid that can build a meter data management system (MDMS) by expanding and collecting the meter data for each phase produced in-house, in addition to the existing meter data according to firmware revision and protocol revision. To provide a meter data management system.
또 다른 본 발명의 목적은 전력량계의 부하 프로파일 계량기 데이터와 쌍방향 통신을 활용하여 변압기의 부하감시, 전력량계의 관리, 전기품질평가, 고장탐지, 분석을 계량기 데이터 관리시스템에서 수행함으로써, 과학화와 효율화를 기할 수 있는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to utilize the load profile meter data and two-way communication of the electricity meter to perform the load monitoring of the transformer, management of the electricity meter, electrical quality evaluation, fault detection, analysis in the meter data management system, thereby improving scientific and efficiency. To provide an intelligent power grid based meter data management system.
또 다른 본 발명의 목적은 특고압의 원격검침 통신방식을 저압의 통신방식과 일원화하고 서버를 통합하여 계량기 데이터 관리시스템화함으로써, 통신비를 획기적으로 감축하고 유지관리 비용을 최소화할 수 있는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to unify the high-voltage remote metering communication method with the low-pressure communication method and to integrate the server into a meter data management system, thereby significantly reducing communication costs and minimizing maintenance costs. To provide a meter data management system.
또 다른 본 발명의 목적은 사용량과 역률을 해석하여 절전대안을 제시하고, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an intelligent power grid-based meter data management system for analyzing power usage and power factor, presenting a power saving alternative, and providing information to interwork with a power factor correction apparatus.
또 다른 본 발명의 목적은 지능형 전력망(Smart Grid) 분야에서 해외 관련 비즈니스 모델(Business Model)을 창출할 수 있는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an intelligent power grid-based meter data management system that can create an overseas related business model in the field of smart grids.
또 다른 본 발명의 목적은 필요할 경우 배전자동화시스템 내의 피더 원격 터미널 유니트(FRTU)와 데이터집중장치(DCU)를 통합함으로써, 투자비 감축은 물론 유지보수의 효율을 기할 수 있는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to integrate the feeder remote terminal unit (FRTU) and data concentrator (DCU) in the distribution automation system if necessary, intelligent grid-based meter data management to reduce the investment cost and efficiency of maintenance To provide a system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템은 고객의 사용량에 관한 계량기 데이터와 함께 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 확대 수집되는 각 상별 전류, 전압, 역률, 위상과 전력품질관리(PQM)를 위한 계량기 데이터를 주기적으로 전송하는 기능을 하는 전력량계와; 상기 전력량계로부터 부하 프로파일 데이터를 수집하여 상위단 FEP 서버로 전송하는 기능을 하는 데이터집중장치(DCU)와; 상기 데이터집중장치(DCU)로부터 부하 프로파일 데이터를 전송받은 후 상기 데이터를 AMI 서버로 전송하는 기능을 하는 FEP(front end processor) 서버와; 상기 FEP 서버로부터 전송 받은 부하 프로파일 데이터를 계량기 관리시스템 기반으로 소프트웨어에 의하여 변압기의 부하 감시를 시행하고, 전력량계의 계량의 적정성을 확인하며, 사용량 및 역률해석으로 절전 대안을 제시하고, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하며, 전력품질관리(PQM) 데이터에 의하여 전기품질을 평가하고 고장탐지와 분석 및 설비의 유지관리 정보를 제공하는 AMI(advanced metering infrastructure) 서버와; 상기 데이터집중장치(DCU) 또는 AMI 서버 내에 있으며, 변압기의 부하를 감시하기 위하여 변압기와 전력량계 간의 연결 상태를 확인하여 작성하는 Transformer Load Connection Map이 내장되어 있는 데이터베이스; 을 포함함을 특징으로 한다.Intelligent grid-based meter data management system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is the current, voltage, and phase of each phase that is expanded by the revision of the firmware and the revision of the protocol with the meter data on the customer usage A power meter functioning to periodically transmit meter data for power factor, phase and power quality management (PQM); A data concentrator (DCU) that collects load profile data from the electricity meter and transmits the load profile data to an upper level FEP server; A front end processor (FEP) server for receiving a load profile data from the data intensive unit (DCU) and transmitting the data to an AMI server; The load profile data received from the FEP server is monitored by software based on the meter management system, checks the adequacy of the meter's metering, proposes a power saving alternative by using the power factor and power factor analysis, An AMI (advanced metering infrastructure) server that provides information to interwork and evaluates electrical quality based on power quality management (PQM) data and provides fault detection and analysis and maintenance information of the facility; A database in the Data Concentration Unit (DCU) or the AMI server, in which a Transformer Load Connection Map is built to check and prepare a connection state between the transformer and the electricity meter to monitor the load of the transformer; .
상기 본 발명에 있어서, 상기 변압기의 부하를 감시를 전력량계의 부하 프로파일 계량기 데이터를 기반으로 시행하기 위하여, 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 전력량계의 상별 전력량, 전압, 전류, 역률, 위상, 전력품질관리(PQM) 정보와 같은 계량기 데이터를 확대 수집할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, in order to monitor the load of the transformer based on the load profile meter data of the electricity meter, the power amount, voltage, current, power factor, phase, power quality management of the electricity meter by the revision of the firmware and the revision of the protocol (PQM) includes the ability to expand the collection of meter data, such as information.
상기 본 발명에 있어서, 상기 변압기와 개별 전력량계간 또는 변압기와 개별 전력량계 각 상간의 연결 상태를 나타내는 Transformer Load Connection Map의 데이터베이스를 포함하며, 기존의 NDIS, NCIS, DAS와 연계되는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the transformer includes a database of the Transformer Load Connection Map indicating the connection state between the individual electricity meter or between the transformer and the individual electricity meter, characterized in that it is associated with the existing NDIS, NCIS, DAS do.
상기 본 발명에 있어서, 상기 계량기 데이터 관리시스템 내에 저장되어 있는 소프트웨어의 실행에 의해서 Transformer Load Connection Map의 데이터베이스에 따라서 변압기의 부하 관리에 필요한 계량기 데이터를 수집과 분석 및 판단하는 기능과, 기존의 CT Probe, TDU 없이 계량기 데이터를 활용하여 변압기의 부하 감시를 시행하는 기능과, 계량기 데이터 관리시스템에서 전력량계의 관리 정보, 전기품질의 평가정보, 고장탐지 및 분석정보, 전력설비의 유지관리 정보를 제공하는 기능과, 사용량과 역률을 해석하여 절전 대안을 제시하고, 역률 보상장치와 연동하는 정보를 제공하는 기능을 수행하며, NDIS, NCIS, DAS 시스템과 인터페이스 할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the function of collecting, analyzing and determining the meter data necessary for the load management of the transformer in accordance with the database of the Transformer Load Connection Map by executing the software stored in the meter data management system, and the existing CT Probe Function to monitor load of transformer by using meter data without TDU, and to provide management information of electricity meter, evaluation of electric quality, failure detection and analysis information, maintenance of power equipment in meter data management system. And, it analyzes the usage and power factor, proposes a power saving alternative, performs the function of providing information interworking with the power factor correction device, and characterized in that it can interface with the NDIS, NCIS, DAS system.
상기 본 발명에 있어서, 저압 고객과 특고압 고객의 서로 다른 원격검침 통신방식을 일원화하고, 저압과 특고압의 서버를 통합하여 계량기 데이터의 활용을 극대화하는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, it is characterized in that the low-pressure customer and the special high-pressure customer of different remote metering communication method is unified, and the low-pressure and high-pressure server by integrating the server to maximize the utilization of the meter data.
상기 본 발명에 있어서, 상기 데이터집중장치(DCU)는 실시간 클럭(Clock) 기능과 HFC 또는 CDMA 간의 시각을 동기화시키는 기능을 내장하고, 전력량계 내부의 Clock과 데이터집중장치의 Clock 차가 규정치 이상으로 발생하는 경우 자동으로 전력량계의 시간을 동기화시켜 주는 기능을 하는 것을 포함함을 특징으로 한다.In the present invention, the data concentrator (DCU) has a function of synchronizing the time between the real time clock (Clock) function and the HFC or CDMA, and the clock difference between the clock inside the electricity meter and the data concentrator occurs above a prescribed value. It is characterized in that it comprises a function to automatically synchronize the time of the electricity meter.
상기 본 발명에 있어서, 상기 데이터집중장치(DCU)를 설치하면서 경제성과 신뢰성 측면에서 배전자동화시스템 내의 피더 원격조정 터미널 유니트(FRTU)와 통합하여 투자비와 유지관리 비용을 절감할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 한다.According to the present invention, it is possible to reduce the investment and maintenance costs by integrating with the feeder remote control terminal unit (FRTU) in the distribution automation system in terms of economy and reliability while installing the data centralized unit (DCU). It features.
본 발명에 따른 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.An intelligent power grid based meter data management system according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명은 배전용 변압기의 부하감시를 하드웨어적인 방식에서 소프트웨어적인 방식으로 전환함으로써, 투자비를 획기적으로 감축시킴은 물론 경제성과 효율성을 향상시킬 수 있다. First, the present invention can switch the load monitoring of the power distribution transformer from a hardware method to a software method, thereby significantly reducing the investment cost as well as improving the economics and efficiency.
둘째, 본 발명은 전자식 전력량계는 기존의 계량기 데이터 이외에, 자체 생산하는 각 상별 계량기 데이터를 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정에 의하여 확대 수집함으로써, 계량기 데이터 관리시스템(MDMS)을 구축할 수 있다. Second, the present invention can build a meter data management system (MDMS) by collecting and collecting the meter data for each phase produced in-house, in addition to the existing meter data by modification of firmware and revision of a protocol.
셋째, 본 발명은 전력량계의 부하 프로파일 계량기 데이터와 쌍방향 통신을 활용하여 변압기의 부하감시, 전력량계의 관리, 전기품질평가, 고장탐지, 분석을 계량기 데이터 관리시스템에서 수행함으로써, 과학화와 효율화를 기할 수 있다. Third, the present invention utilizes the load profile meter data of the electricity meter and the two-way communication to perform the load monitoring of the transformer, management of the electricity meter, electrical quality evaluation, fault detection, and analysis in the meter data management system, thereby enabling scientific and efficiency improvements. .
넷째, 본 발명은 특고압의 원격검침 통신방식을 저압의 통신방식과 일원화하고 서버를 통합하여 계량기 데이터 관리시스템화함으로써, 통신비를 획기적으로 감축하고 유지관리 비용을 최소화할 수 있다.Fourth, the present invention by unifying the high-pressure remote metering communication method with the low-pressure communication method and integrating the server into a meter data management system, it is possible to significantly reduce the communication cost and minimize the maintenance cost.
다섯째, 본 발명은 사용량과 역률을 해석하여 절전대안을 제시하고, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공한다.Fifth, the present invention analyzes the amount of use and power factor, proposes a power saving alternative, and provides information for interworking with the power factor correction apparatus.
여섯째, 본 발명은 지능형 전력망(Smart Grid) 분야에서 해외 관련 비즈니스 모델(Business Model)을 창출할 수 있다. Sixth, the present invention can create an overseas business model in the field of smart grids.
일곱째, 본 발명은 필요할 경우 배전자동화시스템 내의 피더 원격 터미널 유니트(FRTU)와 데이터집중장치(DCU)를 통합함으로써, 투자비 감축은 물론 유지보수의 효율을 기할 수 있다. Seventh, the present invention can integrate the feeder remote terminal unit (FRTU) and the data concentrator (DCU) in the distribution automation system, if necessary, can reduce the investment cost as well as the efficiency of maintenance.
도 1은 종래의 계량기 데이터 관리시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템이 적용되는 장치들과의 관계를 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템의 구성을 나타낸 도면.
1 is a view showing the configuration of a conventional meter data management system.
2 is a diagram illustrating a relationship with devices to which an intelligent power grid based meter data management system according to an embodiment of the present invention is applied;
3 is a diagram showing the configuration of a smart grid-based meter data management system according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Looking at the preferred embodiment of the present invention together with the accompanying drawings as follows, when it is determined that the detailed description of the known art or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention The description will be omitted, and the following terms are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators, and the definitions refer to the intelligent data grid based meter data management system of the present invention. It should be made based on the contents throughout the specification to be described.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템이 적용되는 장치들과의 관계를 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view illustrating a relationship with devices to which an intelligent power grid-based meter data management system according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 3 is based on an intelligent power grid according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the structure of a meter data management system.
도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명인 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(500)은 고객의 사용량에 관한 계량기 데이터와 함께 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 확대 수집되는 각 상별 전류, 전압, 역률, 위상과 전력품질관리(PQM)를 위한 계량기 데이터를 주기적으로 전송하는 기능을 하는 전력량계(100)와; 상기 전력량계로부터 부하 프로파일 데이터를 수집하여 상위단 FEP 서버로 전송하는 기능을 하는 데이터집중장치(DCU)(200)와; 상기 데이터집중장치(DCU)로부터 부하 프로파일 데이터를 전송받은 후 상기 데이터를 AMI 서버로 전송하는 기능을 하는 FEP(front end processor) 서버(300)와; 상기 FEP 서버로부터 전송 받은 부하 프로파일 데이터를 계량기 관리시스템 기반으로 소프트웨어에 의하여 변압기의 부하 감시를 시행하고, 전력량계의 계량의 적정성을 확인하며, 사용량 및 역률해석으로 절전 대안을 제시하고, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하며, 전력품질관리(PQM) 데이터에 의하여 전기품질을 평가하고 고장탐지와 분석 및 설비의 유지관리 정보를 제공하는 AMI(advanced metering infrastructure) 서버(400)와; 상기 데이터집중장치(DCU) 또는 AMI 서버 내에 있으며, 변압기(10)의 부하를 감시하기 위하여 변압기와 전력량계 간의 연결 상태를 확인하여 작성하는 Transformer Load Connection Map이 내장되어 있는 데이터베이스(210, 410); 로 구성된다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the inventor's intelligent power grid-based meter data management system 500 includes current and voltage of each phase, which are expanded and collected by revision of a firmware and revision of a protocol together with meter data on usage of a customer. A power meter 100 for periodically transmitting power factor, phase and meter data for power quality management (PQM); A data concentrator (DCU) 200 which collects load profile data from the electricity meter and transmits the load profile data to an upper level FEP server; A front end processor (FEP) server 300 for receiving a load profile data from the data intensive unit (DCU) and transmitting the data to an AMI server; The load profile data received from the FEP server is monitored by software based on the meter management system, checks the adequacy of the meter's metering, proposes a power saving alternative by using the power factor and power factor analysis, An AMI (advanced metering infrastructure) server 400 for providing information to interwork and for evaluating electrical quality according to power quality management (PQM) data, and for providing fault detection and analysis and maintenance information of facilities; A database (210, 410) in the data concentrator (DCU) or the AMI server, in which a transformer load connection map is built to check and create a connection state between the transformer and the electricity meter in order to monitor the load of the transformer 10; It consists of.
상기 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템을 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each technical means constituting the intelligent power grid-based meter data management system is as follows.
상기 전력량계(100)는 고객의 사용량에 관한 계량기 데이터와 함께 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 확대 수집되는 각 상별 전류, 전압, 역률, 위상과 전력품질관리(PQM)를 위한 계량기 데이터를 주기적으로 전송하는 기능을 하는 것이다.The electricity meter 100 periodically transmits meter data for current, voltage, power factor, phase and power quality management (PQM) for each phase, which are expanded and collected by the revision of the firmware and the revision of the protocol, together with the meter data on the usage of the customer. It is to function.
상기 데이터집중장치(DCU)(200)는 상기 전력량계로부터 부하 프로파일 데이터를 수집하여 상위단 서버로 전송하는 기능을 하는 것이다. 여기서, 상기 데이터집중장치(DCU)(200)는 실시간 클럭(Clock) 기능과 HFC 또는 CDMA 간의 시각을 동기화시키는 기능을 내장하고, 전력량계 내부의 Clock과 데이터집중장치의 Clock 차가 규정치 이상으로 발생하는 경우 자동으로 전력량계의 시간을 동기화시켜 주는 기능을 하는 것이다.The data concentrator (DCU) 200 collects load profile data from the electricity meter and transmits the data to the upper server. Here, the data concentrator (DCU) 200 has a function of synchronizing the time between the real time clock function and the HFC or CDMA, and the difference between the clock inside the electricity meter and the clock of the data concentrator occurs over a prescribed value. It automatically synchronizes the meter's time.
상기 FEP(front end processor) 서버(300)는 상기 데이터집중장치(DCU)로부터 부하 프로파일 데이터를 전송받은 후 상기 데이터를 AMI 서버로 전송하는 기능을 하는 것이다.The front end processor (FEP) server 300 transmits the data to the AMI server after receiving the load profile data from the data centralized unit (DCU).
상기 AMI(advanced metering infrastructure) 서버(400)는 상기 FEP 서버로부터 전송 받은 부하 프로파일 데이터를 계량기 관리시스템 기반으로 소프트웨어에 의하여 변압기의 부하 감시를 시행하고, 전력량계의 계량의 적정성을 확인하며, 사용량 및 역률해석으로 절전 대안을 제시하고, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하며, 전력품질관리(PQM) 데이터에 의하여 전기품질을 평가하고 고장탐지와 분석 및 설비의 유지관리 정보를 제공하는 것이다.The advanced metering infrastructure (AMI) server 400 monitors the load profile data received from the FEP server by software based on a meter management system, checks the adequacy of metering of the electricity meter, and uses the power factor and power factor. The analysis provides alternatives to power savings, provides information to interface with power factor correction devices, evaluates electrical quality based on power quality management (PQM) data, and provides fault detection, analysis, and facility maintenance information.
상기 데이터집중장치(DCU) 또는 AMI 서버 내에 데이터베이스(210, 410)가 있으며, 상기 데이터베이스(210, 410)는 변압기의 부하를 감시하기 위하여 변압기와 전력량계 간의 연결 상태를 확인하여 작성하는 Transformer Load Connection Map이 내장되어 있는 것이다. Databases 210 and 410 are located in the data centralized unit (DCU) or the AMI server, and the databases 210 and 410 check and create a connection state between the transformer and the electricity meter to monitor the load of the transformer. Is built in.
또한, 상기 데이터집중장치(DCU)를 설치하면서 경제성과 신뢰성 측면에서 배전자동화시스템 내의 피더 원격 터미널 유니트(FRTU)와 통합하여 투자비와 유지관리 비용을 절감할 수 있는 것이다.In addition, while installing the data centralized unit (DCU), it is possible to reduce the investment cost and maintenance cost by integrating with the feeder remote terminal unit (FRTU) in the distribution automation system in terms of economics and reliability.
상기 계량기 데이터 관리시스템(500)에서는 변압기의 부하를 감시를 전력량계의 부하 프로파일 계량기 데이터를 기반으로 시행하기 위하여, 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 전력량계의 상별 전력량, 전압, 전류, 역률, 위상, 전력품질관리(PQM) 정보와 같은 계량기 데이터를 확대 수집할 수 있는 것이다. 여기서, 주기 별로 부하 프로파일 계량기 데이터(Load Profile Meter Data)의 수집하여 부하분석과, 추세판단과, 전력량계 상별 분석과, 전기품질 평가와, 설비의 유지관리 정보와, 고장탐지 및 분석정보를 알 수 있는 것이다.In the meter data management system 500, in order to monitor the load of the transformer based on the load profile meter data of the watt-hour meter, the amount of power, voltage, current, power factor, phase, and power of the watt-hour meter is modified by firmware and revision of the protocol. It is possible to expand the collection of meter data such as quality control (PQM) information. Here, the load profile meter data can be collected for each cycle, and the load analysis, trend determination, power meter phase analysis, electrical quality evaluation, facility maintenance information, failure detection and analysis information can be obtained. It is.
또한, 상기 계량기 데이터 관리시스템 내에 저장되어 있는 소프트웨어의 실행에 의해서 Transformer Load Connection Map의 데이터베이스에 따라서 변압기의 부하 관리에 필요한 계량기 데이터를 수집과 분석 및 판단하는 기능과, 기존의 CT Probe, TDU(Transformer data unit) 없이 계량기 데이터를 활용하여 변압기의 부하 감시를 시행하는 기능과, 계량기 데이터 관리시스템에서 전력량계의 관리 정보, 전기품질의 평가정보, 고장탐지 및 분석정보, 전력설비의 유지관리 정보를 제공하는 기능과, 사용량과 역률을 해석하여 절전 대안을 제시하고, 역률 보상장치와 연동하는 정보를 제공하는 기능을 수행하며, NDIS, NCIS, DAS 시스템과 인터페이스 할 수 있는 것이며, 상기 변압기와 개별 전력량계간 또는 변압기와 개별 전력량계 각 상간의 연결 상태를 나타내는 Transformer Load Connection Map으로 데이터베이스화하며, 기존의 NDIS, NCIS, DAS와 연계되는 것이다. In addition, by executing the software stored in the meter data management system, the function to collect, analyze and determine the meter data necessary for the load management of the transformer in accordance with the database of the Transformer Load Connection Map, and the existing CT Probe, TDU (Transformer) It is a function to monitor load of transformer by using meter data without data unit, and provide meter information, electricity quality evaluation information, fault detection and analysis information, and maintenance of power equipment in meter data management system. It can analyze the function, usage and power factor, suggest a power saving alternative, provide information interlocking with power factor correction device, and can interface with NDIS, NCIS, DAS system, between the transformer and individual electricity meter Transformer Load Co indicating the connection between the transformer and each phase of the individual meter It is databased with nnection map and linked with existing NDIS, NCIS, and DAS.
또한, 상기 계량기 데이터 관리시스템(500)은 저압 고객과 특고압 고객의 서로 다른 원격검침 통신방식을 일원화하고, 저압과 특고압의 서버를 통합하여 계량기 데이터의 활용을 극대화하는 것이다. In addition, the meter data management system 500 is to unify the different remote meter reading method of the low-pressure customer and the special high-pressure customer, and to maximize the utilization of the meter data by integrating the low-pressure and high-pressure server.
따라서, 전력량계의 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 데이터 수집 범위를 각 상별 계량기 데이터와 전력품질관리(PQM) 정보로 변압기와 전력량계 간의 연결 상태를 Transformer Load Connecttion Map(TCLM)으로 데이터베이스화 하며, 상기 TLCM 데이터베이스에 의거하여 변압기 별 계량기 데이터를 수집 분석하여 필요한 정보를 제공하고, 저압 고객과 고압 고객의 각기 다른 원격검침시스템에서 통신방식을 일원화 하고 서버를 통합하여 단일화된 계량기 데이터 관리시스템(MDMS)으로 체계화하며, 특고압 전력량계를 포함하는 전력량계 관리와, 사용량과 역률 해석으로 절전대안을 제시하는 한편, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하며, PQM, 고장관리 및 분석 유지관리 데이터를 제시하여 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS)을 구현하여 막대한 투자비와 유지관리 비용을 절감하고 해외 Business Model 창출과 Smart Grid 강국을 구현 할 것이다. Therefore, by modifying the firmware of the electricity meter and the revision of the protocol, the data collection range is databased by the transformer load connection map (TCLM) with the meter data and power quality management (PQM) information for each phase. Collect and analyze the meter data for each transformer based on the database to provide the necessary information, unify the communication method in different remote metering systems of low and high voltage customers and integrate the server into a single meter data management system (MDMS) In addition, it provides power saving management by managing electricity meter including special high voltage electricity meter, analyzing power consumption and power factor, and providing information to interlock with power factor compensator, and presenting PQM, fault management and analysis maintenance data Implementing Meter Data Management System (MDMS) For investment and will reduce maintenance costs and implement the International Smart Grid Business Model Creation and powers.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.As described above, various substitutions, modifications, and changes can be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention, and thus, the embodiments and the accompanying drawings are limited. It doesn't happen.
상술한 바와 같은 지능형 전력망 기반의 계량기 관리시스템은 송전, 배전과 관련된 분야는 물론 발전 분야에도 적용이 가능할 것이다.As described above, the intelligent grid-based meter management system may be applied to power generation and distribution as well as power generation.
10 : 변압기
100 : 전력량계 110 : 계량기 데이터
200 : 데이터집중장치(DCU) 300 : FEP 서버
400 : AMI 서버 210, 410 : 데이터베이스
500 : 계량기 데이터 관리시스템
10: transformer
100: power meter 110: meter data
200: Data Concentrator (DCU) 300: FEP Server
400: AMI Server 210, 410: Database
500: Meter data management system

Claims (7)

  1. 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템에 있어서,
    고객의 사용량에 관한 계량기 데이터와 함께 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 확대 수집되는 각 상별 전류, 전압, 역률, 위상과 전력품질관리(PQM)를 위한 계량기 데이터를 주기적으로 전송하는 기능을 하는 전력량계와;
    상기 전력량계로부터 부하 프로파일 데이터를 수집하여 상위단 FEP 서버로 전송하는 기능을 하는 데이터집중장치(DCU)와;
    상기 데이터집중장치(DCU)로부터 부하 프로파일 데이터를 전송받은 후 상기 데이터를 AMI 서버로 전송하는 기능을 하는 FEP(front end processor) 서버와;
    상기 FEP 서버로부터 전송 받은 부하 프로파일 데이터를 계량기 관리시스템 기반으로 소프트웨어에 의하여 변압기의 부하 감시를 시행하고, 전력량계의 계량의 적정성을 확인하며, 사용량 및 역률해석으로 절전 대안을 제시하고, 역률보상장치와 연동하도록 정보를 제공하며, 전력품질관리(PQM) 데이터에 의하여 전기품질을 평가하고 고장탐지와 분석 및 설비의 유지관리 정보를 제공하는 AMI(advanced metering infrastructure) 서버와;
    상기 데이터집중장치(DCU) 또는 AMI 서버 내에 있으며, 변압기의 부하를 감시하기 위하여 변압기와 전력량계 간의 연결 상태를 확인하여 작성하는 Transformer Load Connection Map이 내장되어 있는 데이터베이스; 을 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS).
    In the meter data management system based on the intelligent power grid,
    Power meter that functions to periodically transmit meter data for each phase current, voltage, power factor, phase and power quality management (PQM) that is collected by firmware revision and protocol revision together with meter data about customer usage. ;
    A data concentrator (DCU) that collects load profile data from the electricity meter and transmits the load profile data to an upper level FEP server;
    A front end processor (FEP) server for receiving a load profile data from the data intensive unit (DCU) and transmitting the data to an AMI server;
    The load profile data received from the FEP server is monitored by software based on the meter management system, checks the adequacy of the meter's metering, proposes a power saving alternative by using the power factor and power factor analysis, An AMI (advanced metering infrastructure) server that provides information to interwork and evaluates electrical quality based on power quality management (PQM) data and provides fault detection and analysis and maintenance information of the facility;
    A database in the Data Concentration Unit (DCU) or the AMI server, in which a Transformer Load Connection Map is built to check and prepare a connection state between the transformer and the electricity meter in order to monitor the load of the transformer; Intelligent grid-based meter data management system (MDMS) comprising a.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변압기의 부하를 감시를 전력량계의 부하 프로파일 계량기 데이터를 기반으로 시행하기 위하여, 펌웨어의 수정과 프로토콜의 개정으로 전력량계의 상별 전력량, 전압, 전류, 역률, 위상, 전력품질관리(PQM) 정보와 같은 계량기 데이터를 확대 수집할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS).
    The method of claim 1,
    In order to monitor the load of the transformer based on the load profile meter data of the meter, modification of the firmware and revision of the protocol, such as the power level, voltage, current, power factor, phase, power quality management (PQM) information of the meter Intelligent grid-based meter data management system (MDMS), which includes the ability to expand and collect meter data.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 변압기와 개별 전력량계간 또는 변압기와 개별 전력량계 각 상간의 연결 상태를 나타내는 Transformer Load Connection Map의 데이터베이스를 포함하며, 기존의 NDIS, NCIS, DAS와 연계되는 것을 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS).
    The method of claim 1,
    An intelligent power grid based meter comprising a database of a Transformer Load Connection Map indicating a connection state between the transformer and the individual electricity meters or between the transformer and the individual electricity meters, and being connected to existing NDIS, NCIS, and DAS. Data Management System (MDMS).
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 계량기 데이터 관리시스템 내에 저장되어 있는 소프트웨어의 실행에 의해서 Transformer Load Connection Map의 데이터베이스에 따라서 변압기의 부하 관리에 필요한 계량기 데이터를 수집과 분석 및 판단하는 기능과, 기존의 CT Probe, TDU 없이 계량기 데이터를 활용하여 변압기의 부하 감시를 시행하는 기능과, 계량기 데이터 관리시스템에서 전력량계의 관리 정보, 전기품질의 평가정보, 고장탐지 및 분석정보, 전력설비의 유지관리 정보를 제공하는 기능과, 사용량과 역률을 해석하여 절전 대안을 제시하고, 역률 보상장치와 연동하는 정보를 제공하는 기능을 수행하며, NDIS, NCIS, DAS 시스템과 인터페이스 할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS).
    The method according to claim 1 or 3,
    The function of collecting, analyzing and determining the meter data necessary for the load management of the transformer according to the database of the Transformer Load Connection Map by executing the software stored in the meter data management system, and the meter data without the existing CT probe and TDU. To monitor the load of the transformer by using it, to provide management information of the electricity meter, evaluation information of electric quality, failure detection and analysis information, and maintenance information of the power equipment in the meter data management system. Intelligent power grid based meter data management system, which includes the ability to interpret and present alternatives to power saving, provide information interworking with power factor correction device, and interface with NDIS, NCIS, and DAS systems. MDMS).
  5. 제 1항에 있어서,
    저압 고객과 특고압 고객의 서로 다른 원격검침 통신방식을 일원화하고, 저압과 특고압의 서버를 통합하여 계량기 데이터의 활용을 극대화하는 것을 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS).
    The method of claim 1,
    Intelligent grid-based meter data management system (MDMS), which includes the integration of low- and high-pressure customers' remote meter reading communication methods and the integration of low- and high-pressure servers to maximize utilization of meter data. ).
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터집중장치(DCU)는 실시간 클럭(Clock) 기능과 HFC 또는 CDMA 간의 시각을 동기화시키는 기능을 내장하고, 전력량계 내부의 Clock과 데이터집중장치의 Clock 차가 규정치 이상으로 발생하는 경우 자동으로 전력량계의 시간을 동기화시켜 주는 기능을 하는 것을 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS).
    The method of claim 1,
    The data concentrator (DCU) has a function of synchronizing the time between the real time clock function and the HFC or CDMA, and automatically adjusts the time of the electricity meter when the clock difference between the clock and the data concentrator occurs over a specified value. Intelligent grid-based meter data management system (MDMS), which includes a function of synchronizing the data.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터집중장치(DCU)를 설치하면서 경제성과 신뢰성 측면에서 배전자동화시스템 내의 피더 원격 터미널 유니트(FRTU)와 통합하여 투자비와 유지관리 비용을 절감할 수 있는 것을 포함함을 특징으로 하는 지능형 전력망 기반의 계량기 데이터 관리시스템(MDMS).
    The method of claim 1,
    Integrating with the feeder remote terminal unit (FRTU) in the distribution automation system in terms of economics and reliability while installing the data centralized unit (DCU), it can reduce the investment cost and maintenance costs Meter Data Management System (MDMS).
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