KR101310805B1 - 발전소 전원 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전소내에 설치되는 복수개의 전기 품질 미터기를 이용하여 이벤트 발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있는 발전소 전원 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명인 발전소 전원 관리 시스템은 제어부; 발전소내에 설치되는 복수개의 전기품질 미터기로부터 전기 품질 데이터를 전송 받는 통신부; 상기 전기 품질 미터 데이터를 이용하여 이벤트 발생여부를 판단하는 판단부; 상기 이벤트의 발생 시간, 위험도, 발생 경로, 발생 순서 및 지속시간을 분석하는 분석부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 분석부의 이벤트 분석 결과를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

발전소 전원 관리 시스템 및 방법{POWER MANEGEMENT SYSTEM FOR POWER STATION AND METHOD THEREOF}
본 발명은 발전소내에 설치되는 복수개의 전기 품질 미터기로부터 전송방은 전기 품질 데이터를 이용하여 발전소내에 이벤트 발생 여부를 판단하고 발생된 이벤트를 분석하는 발전소 전원 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
현재 발전소의 안정적인 운영을 위하여 고품질의 전원이 지속적으로 공급되는 것이 필요하지만, 발전소 내에 설치되는 전기 품질 미터기를 통합적으로 관리하고 이를 분석하는 시스템의 부재로 이벤트 발생시 원인을 분석하고 대책을 수립하는 데에 많은 어려움이 있다. 공개 특허 2000-0060966호에서는 마이크로 기지국에 공급되는 전원에 이상현상이 발생한 경우 이를 인지하여 공급되는 전원을 자동으로 차단할 수 있는 기술을 개시하고 있으나, 이상현상에 대한 원인 분석이나 이를 체계적으로 관리할 수 있는 장치는 개시하고 있지 않다.
또한, 발전소의 종류 또는 발전소에서 사용하는 자원의 종류 등에 따라서 공급되는 전원의 관리가 차별적으로 이루어져야 하는데 이에 대한 체계적인 관리 시스템에 대한 기술은 현재 개발되지 않고 있다.
본 발명은 발전소내에 설치되는 복수개의 전기 품질 미터기를 이용하여 이벤트 발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있는 발전소 전원 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 발전소의 종류 또는 발전소에서 사용하는 자원의 종류에 따라 발생되는 이벤트의 위험도를 달리 설정할 수 있으며, 관리자 측으로 경고 신호를 송신할 수 있는 발전소 전원 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 발생되는 이벤트를 분석하고 통계 처리 함으로써 신속한 원인 분석 및 대책 수립이 가능한 발전소 전원 관리 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명인 발전소 전원 관리 시스템은 제어부; 발전소내에 설치되는 복수개의 전기품질 미터기로부터 전기 품질 데이터를 전송 받는 통신부; 상기 전기 품질 미터 데이터를 이용하여 이벤트 발생여부를 판단하는 판단부; 상기 이벤트의 발생 시간, 위험도, 발생 경로, 발생 순서 및 지속시간을 분석하는 분석부; 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 분석부의 이벤트 분석 결과를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 판단부에서 이벤트가 발생되었다고 판단하는 경우 알람을 발생하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 판단부에서 이벤트가 발생되었다고 판단하는 경우 상기 디스플레이부에 이벤트 발생 정보를 팝업하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단부는 상기 전기 품질 미터 데이터의 값이 데이터 베이스에 저장된 설정 테이블의 기준 전기 품질 미터 데이터 값의 범위를 벗어나는 경우 이벤트가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석부는 상기 이벤트를 각각의 전기 품질 미터기에 대한 이벤트 종류 또는 시간대별로 통계 처리하는 것을 특징으로 한다.
상기 분석부는 설정된 시간 범위 내에 발생한 이벤트의 분석을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 이벤트의 종류 및 상기 분석부에서 분석한 위험도에 따라 외부전원 가동 신호 또는 전원 차단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 발전소 전원 관리 방법은 통신부가 발전소내에 설치되는 복수개의 전기 품질 미터기로부터 전기 품질 데이터를 전송받는 단계; 판단부가 상기 전기 품질 미터 데이터를 이용하여 이벤트 발생여부를 판단하는 단계; 분석부가 이벤트의 발생 시간, 위험도, 발생 경로, 발생 순서 및 지속시간을 분석하는 단계; 디스플레이부가 상기 분석부의 이벤트 분석결과를 표시하는 단계를 포함한다.
상기 판단하는 단계는 상기 판단부에서 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우 제어부가 알람을 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단하는 단계는 상기 판단부에서 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우 제어부가 상기 디스플레이부에 이벤트 발생 정보를 팝업하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 발전소 전원 관리 시스템 및 방법은 발전소 내에 설치되는 복수개의 전기 품질 미터기를 이용하여 이벤트 발생 여부를 실시간으로 감지할 수 있다.
또한, 발전소의 종류 또는 발전소에서 사용하는 자원의 종류에 따라 발생되는 이벤트의 위험도를 달리 설정할 수 있으며, 관리자 측으로 경고 신호를 송신할 수 있다.
또한, 발생되는 이벤트를 분석하고 통계 처리 함으로써 신속한 원인 분석 및 대책 수립이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전소 전원 관리 시스템의 구성도,
도 2는 이벤트 정보 및 전기 품질 데이터가 디스플레이부를 통하여 외부에 표시된 화면,
도 3a는 이벤트 리스트 및 전기 품질 데이터가 디스플레이부를 통하여 외부에 표시된 화면,
도 3b는 이벤트 리스트가 디스플레이부를 통하여 외부에 표시된 화면,
도 3c는 이벤트 정보가 디스플레이부를 통하여 외부에 표시된 화면,
도 4는 이벤트 발생 순서가 디스플레이부를 통하여 외부에 표시된 화면, 및
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발전소 전원 관리 방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발전소 전원 관리 시스템의 구성도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전소 전원 관리 시스템은 제어부(110); 발전소 내에 설치되는 복수개의 전기품질 미터기와 유선 또는 무선으로 연결되어 전기 품질 데이터를 전달받는 통신부(120); 상기 전기 품질 미터 데이터를 이용하여 이벤트 발생여부를 판단하는 판단부(130); 상기 이벤트의 종류, 발생 시간, 위험도, 발생 경로, 발생 순서 및 지속시간을 분석하는 분석부(140); 및 상기 제어부(110)의 제어에 따라 상기 분석부(140)의 이벤트 분석 결과를 표시하는 디스플레이부(150)를 포함한다.
통신부(120)는 발전소내에 설치된 전기 품질 미터기(10)로부터 전기 품질 데이터를 전송 받아 데이터베이스(미도시)에 저장한다. 전기 품질 미터 데이터는 국제 규격인 IEC 61010-4-30에 따라 전기 품질 데이터를 측정하여 통신부(120)로 전송한다. 통신부(120)와 전기 품질 미터기(10)는 유선 또는 무선으로 연결되어 설정된 일정 시간마다 전기 품질 미터기(10)에 데이터 전송을 요청한다. 예를 들면 통신부(120)는 전기 품질 미터기(10)와 TCP/IP 통신 프로토콜을 이용하여 전기 품질 데이터를 전송받거나 또는 LAN을 이용하여 전기 품질 데이터를 전송 받을 수 있다.
판단부(130)는 통신부(120)에서 수신한 전기 품질 데이터에 대하여 이벤트 발생여부를 판단한다. 이벤트란, 전압, 전류, 주파수, 온도, 습도 등에 대한 이상상황을 의미하여, 임펄스 서지전압, 순간과전압, 순간 전압 강하, 순간정전, 정전 및 주파수변동 등을 의미한다. 판단부(130)는 전기 품질 미터기(10) 자체적으로 인지하는 이상상황 외에 외부로부터 설정된 전기 품질 데이터 값의 범위와 비교를 통하여 이벤트 발생 여부를 판단한다. 예를 들면, 설정 테이블의 기준 전기 품질 데이터 값 중 설정된 온도가 10~30도 범위인데 전기 품질 미터기(10)가 측정한 전기 품질 데이터의 온도가 이를 초과하였거나 이에 미만인 경우, 전기 품질 미터기(10)에서는 이벤트가 발생하지 않은 것으로 판단하더라도 판단부(130) 에서는 이벤트가 발생한 것으로 판단한다. 따라서, 관리자는 발전소를 가동시키기에 적합한 환경조건을 고려하여 전기 품질 데이터 기준치를 설정할 수 있고, 또한, 원자력 발전소 같이 전류, 전압, 온도 등의 변화에 따라 위험도가 큰 경우에는 설정 전기 품질 데이터 범위를 한정함으로써 발전 소 전원 관리 시스템이 주위에 변화에 민감하게 반응 할 수 있도록 할 수 있다. 판단부(130)의 이벤트 판단 주기는 통신부(120)에서 전기 품질 데이터를 수신하는 시간 주기와 동기화 될 수 있으며, 발전소의 성질에 따라 판단 주기를 다르게 설정 할 수 있다. 판단부(130)는 통신부(120)에서 수신한 전기 품질 데이터에 대한 이벤트 발생여부를 판단하고 이벤트 발생 데이터를 생성하여 데이터 베이스에 저장한다.
분석부(140)는 판단부(130)에서 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우 해당 이벤트에 대한 분석을 수행한다. 분석부(140)는 판단부(130)로부터 이벤트 발생 정보를 전달받고 이벤트의 발생 시간을 기록한다. 분석부(140)는 이벤트 발생 시간으로부터 데이터 베이스에 저장된 설정 테이블을 참조하여 예상 복구시간을 읽어 들힌 후, 발생 시간으로부터 예상되는 복구시간을 계산한다. 분석부(140)는 예상되는 복구시간이 경과하여도 해당 전기 품질 미터기(10)에서 동일한 이벤트가 계속 발생하고 있는 것으로 판단되는 경우 제어부(110)에 통보하게 된다. 또한 분석부(140)는 발생 시간으로부터 이벤트가 종료되는 시간까지의 지속 시간을 데이터 베이스에 저장한다.
분석부(140)는 이벤트가 발생한 경우 해당 이벤트의 위험도를 분석한다. 분석부(140)는 이벤트 발생 시간으로부터 예상 복구 시간과의 시간 간격에 근거하여 위험도를 분석한다. 예를 들면, 순간 전압 강하의 이벤트 발생 시간과 예상 복구 시간과의 시간 간격이 40초이고, 정전 이벤트 발생 시간과 예상 복구 시간과의 시간 간격이 20초라면, 정전 이벤트는 순간 전압 강하에 비하여 짧은 시간 안에 복구가 되어야 하는 것이므로 순간 전압 강하 이벤트에 비하여 높은 위험도를 가진 것으로 분석한다. 도 2는 발전소 내에 발생한 이벤트 정보 및 전기 품질 데이터를 PSL사의 PQube를 사용하여 실제로 구현한 발전소 전원 관리 시스템의 디스플레이부(150)를 통하여 하나의 화면에 표시한 것이다. 디스플레이부(150)에는 이벤트 정보 이외에 전기 품질 데이터에 대한 전반적인 정보들이 표시될 수 있다. 도3a는 특정 시간대에 발생한 이벤트에 대한 리스트 정보를 시간순 으로 정렬하여 디스플레이부(150)를 통하여 표시한 것이고, 도3b는 특정 이벤트를 선택한 경우 이벤트에 대한 상세정보가 표시된 디스플레이부(150)에 표시된 것이다. 분석부(140)는 발전소내에 설치된 전기 품질 미터기(10)의 설치 위치, 연결 정보에 근거하여 이벤트의 발생 경로 및 발생 순서를 분석한다. 전기 품질 미터기(10)의 설치 위치 및 연결 정보는 전기 품질 미터기(10)에서 통신부(120)를 통하여 전송되며 데이터 베이스에 저장된다. 도 3c는 발전소 내에서 정전 이벤트가 발생한 경우 발전소 내에 설치된 전기 품질 미터기(10)에 정전 이벤트가 발생된 순서를 분석한 결과를 3차원 발전소 이미지에 오버레이 하여 디스플레이부(150)에 표시한 것이다. 발전소 이미지의 PQube A ~ D는 전자 품질 미터기의 명칭이고, 각각의 전기 품질 미터기(10)의 숫자는 정전 이벤트의 발생 순서를 의미한다. 따라서 정전 원인은 PQubeC에서 발생한 것이고, PQubeB, PQubeA PQubeD의 순서로 정전 이벤트가 발생한 것을 알 수 있다.
분석부(140)는 이벤트 분석 결과에 대한 통계 처리를 수행 할 수 있다. 분석부(140)는 실시간으로 발생되는 이벤트에 대한 분석을 수행하여 결과를 데이터 베이스에 저장하고, 데이터 베이스에 저장된 이벤트 분석 데이터를 이용하여 이벤트의 종류, 이벤트 발생 시간 또는 전기 품질 미터기(10)를 기준으로 하여 이벤트 분석 결과를 통계처리 할 수 있다. 분석부(140)는 통계 처리한 데이터를 데이터 베이스에 저장하고 이후 발생되는 이벤트에 대하여 누적하여 통계처리를 수행할 수 있다. 도4는 분석부(140)에서 통계 처리한 결과를 디스플레이부(150)를 통하여 표시한 것이다. 통계 처리 결과는 이벤트 정보 이외에 전기 품질 데이터에 대한 전반적인 정보를 포함한다.
디스플레이부(150)는 분석부(140)에서 분석한 이벤트 분석결과를 외부에 표시할 수 있는 일반적인 장치를 의미하며, CRT, LCD, PDP, LED, OLED를 이용한 디스플레이 장치일 수 있다. 디스플레이부(150)는 제어부(110)의 제어에 따라 이벤트의 종류, 이벤트 발생 시간등을 기준으로 한 이벤트 분석 결과를 표시할 수 있다. 또한 디스플레이부(150)는 이벤트 발생시에는 제어부(110)의 제어에 따라 이벤트 발생 정보를 팝업할 수 있다.
제어부(110)는 이벤트 발생시 알람을 발생할 수 있으며 또는 디스플레이부(150)에 이벤트 발생 정보를 팝업 할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 분석부(140)의 이벤트 분석 결과에 따라 외부전원 가동 신호 또는 전원 차단 신호등을 발생하여 통신부(120)를 통하여 발전소내의 관리자에게 전송한다. 제어부(110)는 이벤트의 종류 및 위험도에 따라 상기의 신호를 발생하여 관리자에게 전송할 수 있다. 예를 들면, 이벤트의 종류가 정전 또는 순간 전압 강하인 경우이고 위험도가 미리 설정된 기준 위험도를 초과하는 경우에는 외부 전원 가동 신호를 발생시키고, 이벤트의 종류가 임펄스 서지전압, 순간과전압인 경우이고 위험도가 미리 설정된 기준 위험도를 초과하는 경우에는 전원 차단 신호를 발생 시켜서 통신부(120)를 통하여 발전소내의 관리자로 전송할 수 있다. 제어부(110)에서 발생시켜 발전소로 전송하는 신호는 발전소의 종류와 공급되는 전원의 변화가 발전소의 가동에 미치는 영향 등을 고려하여 설정될 수 있으며, 관리자 측에서 통신부(120)를 통하여 변경할 수 있다.
제어부(110)는 이벤트 분석결과, 이벤트 통계 처리 결과등을 표시하도록 디스플레이부(150)를 제어할 수 있다. 제어부(110)는 이벤트의 종류, 이벤트 발생 시간 등에 따라 발생한 이벤트 분석 결과를 표시할 수 있으며, 발생한 이벤트 또는 이벤트가 발생된 시간대에 근거하여 분석부(140)에서 통계 처리한 결과를 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발전소 전원 관리 방법의 순서도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 발전소 전원 관리 방법은 통신부(120)가 발전소내에 설치되는 복수개의 전기 품질 미터기(10)로부터 전기 품질 데이터를 전송받는 단계; 판단부(130)가 상기 전기 품질 미터 데이터를 이용하여 이벤트 발생여부를 판단하는 단계; 분석부(140)가 상기 이벤트의 종류, 발생 시간, 위험도, 발생 경로, 발생 순서 및 지속시간을 분석하는 단계; 디스플레이부(150)가 상기 분석부(140)의 이벤트 분석결과를 표시하는 단계를 포함한다.
통신부(120)는 발전소내에 설치된 복수개의 전기 품질 미터기(10)로부터 전기 품질 데이터를 전송받는다. 통신부(120)는 일정 시간 간격으로 전기 품질 미터기(10)에 전기 품질 데이터 전송을 요청할 수 있다.
판단부(130)는 통신부(120)에서 수신한 전기 품질 데이터에 대하여 이벤트 발생 여부를 판단한다. 판단부(130)는 통신부(120)로부터 수신한 전기 품질 데이터가 설정 테이블의 기준 전기 품질 데이터 값의 범위를 초과하거나 또는 이에 미만인 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단하고 이벤트 발생 정보를 발생시킨다. 판단부(130)는 통신부(120)에서 전기 품질 데이터를 수신하는 시간에 동기화하여 이벤트 발생 여부를 판단 할 수 있다.
분석부(140)는 판단부(130)에서 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우 해당 이벤트에 대한 분석을 수행한다. 분석부(140)는 해당 이벤트에 대한 발생시간, 위험도, 발생 경로, 발생순서에 대한 분석을 수행할 수 있으며 분석 방법은 도 1에서 설명한 바와 같다.
디스플레이부(150)는 제어부(110)의 제어에 따라 이벤트 분석 결과를 표시한다. 이벤트 분석 결과는 제어부(110)의 제어에 따라 이벤트의 종류, 이벤트 발생 시간 등을 기준으로 한 이벤트 분석 결과일 수 있으며 제어부(110)의 제어에 따라 외부로 표시될 수 있다.
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 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
10: 전기 품질 미터기
110: 제어부
120: 통신부
130: 판단부
140: 분석부
150: 디스플레이부

Claims (10)

  1. 제어부;
    발전소내에 설치되는 복수개의 전기품질 미터기로부터 전기 품질 미터 데이터를 전송받는 통신부;
    상기 전기 품질 미터 데이터의 값이 데이터 베이스에 저장된 설정 테이블의 기준 전기 품질 미터 데이터 값의 범위를 벗어나는 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 판단부;
    상기 이벤트의 발생 시간, 위험도, 발생 경로, 발생 순서 및 지속시간을 분석하는 분석부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라 상기 분석부의 이벤트 분석 결과를 표시하는 디스플레이부를 포함하며,
    상기 분석부는 상기 데이터 베이스에 저장된 설정 테이블을 참조하여 예상 복구시간을 읽어들이고, 상기 예상 복구 시간에 역 가중치를 두어 상기 이벤트의 위험도를 분석하며, 상기 이벤트의 발생 시간으로부터 상기 예상 복구시간이 경과한 이후에도 이벤트가 지속 되는 경우에는 상기 제어부에 통보하는 발전소 전원 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 판단부에서 이벤트가 발생되었다고 판단하는 경우 알람을 발생하는 것을 특징으로 하는 발전소 전원 관리 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 판단부는 상기 전기 품질 미터 데이터의 값이 데이터 베이스에 저장된 설정 테이블의 기준 전기 품질 미터 데이터 값의 범위를 벗어나는 경우 이벤트가 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 발전소 전원 관리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 이벤트를 각각의 전기 품질 미터기에 대한 이벤트 종류 또는 시간대별로 통계 처리하는 것을 특징으로 하는 발전소 전원 관리 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 분석부는 설정된 시간 범위 내에 발생한 이벤트의 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 발전소 전원 관리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는 이벤트의 종류 및 상기 분석부에서 분석한 위험도에 따라 외부전원 가동 신호 또는 전원 차단 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 발전소 전원 관리 시스템.
  8. 통신부가 발전소내에 설치되는 복수개의 전기 품질 미터기로부터 전기 품질 미터 데이터를 전송받는 단계;
    판단부가 상기 전기 품질 미터 데이터의 값이 데이터 베이스에 저장된 설정 테이블의 기준 전기 품질 미터 데이터 값의 범위를 벗어나는 경우 이벤트가 발생한 것으로 판단하는 단계;
    분석부가 이벤트의 발생 시간, 위험도, 발생 경로, 발생 순서 및 지속시간을 분석하는 단계;
    상기 분석부가 상기 데이터 베이스에 저장된 설정 테이블을 참조하여 예상 복구시간을 읽어들이는 단계;
    상기 분석부가 상기 예상 복구 시간에 역 가중치를 두어 상기 이벤트의 위험도를 분석하는 단계;
    상기 분석부가 상기 이벤트의 발생 시간으로부터 상기 예상 복구시간이 경과한 이후에도 이벤트가 지속 되는 경우에는 제어부에 통보하는 단계
    디스플레이부가 상기 분석부의 이벤트 분석결과를 표시하는 단계
    를 포함하는 발전소 전원 관리 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는 상기 판단부에서 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우 제어부가 알람을 발생하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 전원 관리 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는 상기 판단부에서 이벤트가 발생한 것으로 판단한 경우 제어부가 상기 디스플레이부에 이벤트 발생 정보를 팝업하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 전원 관리 방법.
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