KR101908810B1 - 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 - Google Patents

계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법은 계전기 미터 신호에 따라 임펄스 노이즈를 판단하는 제1 단계, 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되면, 기준 변화량 및 기준 횟수를 정의하여 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하는 제2 단계, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이상이면 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제3 단계, 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되지 않으면 계전기 상태값을 정의하고, 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하여, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되지 않으면, 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제4 단계를 포함한다.

Description

계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 {METHOD FOR NOISE FILTERING OF SIGNAL OF POWER METER AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
본 발명은 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 관한 것이다.
종래의 계전기 미터는 현장에서의 단순 확인 및 수십 초 주기의 단순 사용량 계측 등에 사용되고 있어 그 활용 및 효용성이 적었다.
그러나 최근에는 스마트 공장에 대한 산업계의 관심이 높아져 전력 에너지 사용에 대한 계전기 미터에 대한 활용 요구가 높아지고 있으며 계측 주기 또한 수 초 정도로 시간 정밀도에 대한 요구 사항이 높아져 가고 있다.
이와 같이, 실재 공장 등의 산업 현장에 설치되는 계전기 미터의 신호는 다양한 노이즈를 포함하고 있어 최소 초 단위의 전력 에너지 사용량을 계산해야 하는 전력 에너지 관리 시스템에서 사용하기 위해서는 노이즈 문제를 해결하여야 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0059520호 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0111901호
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단시간 임펄스 노이즈 및 장시간 계전기 미터 값 이상에 의한 노이즈를 제거할 수 있는 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 제공된다.
상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법은 계전기 미터 신호에 따라 임펄스 노이즈를 판단하는 제1 단계, 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되면, 기준 변화량 및 기준 횟수를 정의하여 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하는 제2 단계, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이상이면 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제3 단계, 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되지 않으면 계전기 상태값을 정의하고, 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하여, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되지 않으면, 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제4 단계를 포함할 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 계전기 미터 신호에 따라 임펄스 노이즈를 판단하는 제1 단계, 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되면, 기준 변화량 및 기준 횟수를 정의하여 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하는 제2 단계, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이상이면 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제3 단계, 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되지 않으면 계전기 상태값을 정의하고, 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하여, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되지 않으면, 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제4 단계를 포함하는 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법을 수행하도록 프로그래밍된 프로그램이 저장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 정확하고 안정적인 계전기 미터 신호를 수신할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 2는 단기 임펄스 노이즈를 포함한 계전기 미터 신호의 그래프이다.
도 3은 계전기 상태 이상으로 인한 장기 미터 신호 이상 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법에 의해 노이즈 필터링된 계전기 미터 신호의 그래프이다.
도 5는 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법은 계전기 미터 신호에 따라 임펄스 노이즈를 판단하는 제1 단계(S10), 임펄스 노이즈를 제거하는 제2 단계 및 제3 단계(S21 내지 S29), 계전기 상태 이상에 의한 노이즈를 제거하는 제4단계 (S31 내지 S38)
도 2는 단기 임펄스 노이즈를 포함한 계전기 미터 신호의 그래프이고, 도 3은 계전기 상태 이상으로 인한 장기 미터 신호 이상 그래프이다.
실재 공장 등의 산업 현장에 설치되는 계전기 미터의 신호는 다양한 노이즈를 포함하고 있고, 먼저 도 2를 참조하면, 단기간의 시간 동안에 임펄스 노이즈를 포함한 계전기 미터 신호는 도시된 바와 같이, 신호는 계전기 미터값은 항상 상승하거나 유지된다는 가정 하에 횟수 기준과 최대 변화량 기준을 활용하여 윈도우 방식의 필터링을 수행할 수 있다.
즉, 도 1을 참조하면, 상기 제2 단계는 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되면, 기준 변화량 및 기준 횟수를 정의하여(S21) 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하는 단계(S22, S23)를 포함할 수 있고, 상기 제3 단계는 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고(S24, S27, S28), 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이상이면 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 단계를 포함할 수 있다(S24, S25, S29). 예를 들어, 기준 변화량은 10000으로 설정하고, 기준 횟수는 3회로 설정할 수 있다. 제3단계에서, 상기 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이하이면 상기 기준 횟수의 카운트를 증가시키고 상기 계전기 미터 신호의 값을 재입력받을 수 있다(S26, S22).
도 3을 참조하면, 도시된 바와 같이 현장 계전기의 정비 및 상태 이상으로 인한 수시간 수준의 신호 이상이 발생할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 제4 단계는 만일 상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되지 않고, 상기 계전기 미터 신호가 계전기 이상 상태에 해당되면, 계전기 상태값을 정의하고(S31), 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하여(S32, S33), 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고(S34, S36, S37), 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되지 않으면(S34, S35), 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 단계를 포함할 수 있다(S38).
상기 제4 단계는 상기 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되면, 상기 계전기 미터 신호의 값을 재입력받을 수 있다(S35, S32).
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법에 의해 노이즈 필터링된 계전기 미터 신호의 그래프이다.
도 4를 참조하면, 계전기 미터로부터의 신호에 대하여 적절한 필터링 파라미터를 선정하여 노이즈 필터링된 계전기 미터 신호의 그래프를 볼 수 있다. 예를 들어, 기준 변화량 10000으로 설정하고, 기준 횟수는 3회로 설정할 수 있다.
한편, 도 1을 참조하여 상술한 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법은, 이를 구성하는 각 과정을 수행하도록 하는 프로그램으로 구현될 수 있으며, 해당 프로그램이 컴퓨터 판독가능한 저장매체에 저장되어 유통될 수 있다.
도 5는 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경을 도시하는 도면으로, 상술한 하나 이상의 실시예를 구현하도록 구성된 컴퓨팅 디바이스(1100)를 포함하는 시스템(1000)의 예시를 도시한다. 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 개인 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 핸드헬드 또는 랩탑 디바이스, 모바일 디바이스(모바일폰, PDA, 미디어 플레이어 등), 멀티프로세서 시스템, 소비자 전자기기, 미니 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터, 임의의 전술된 시스템 또는 디바이스를 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등을 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
컴퓨팅 디바이스(1100)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(1110) 및 메모리(1120)를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛(1110)은 예를 들어 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리(1120)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 추가적인 스토리지(1130)를 포함할 수 있다. 스토리지(1130)는 자기 스토리지, 광학 스토리지 등을 포함하지만 이것으로 한정되지 않는다. 스토리지(1130)에는 본 명세서에 개진된 하나 이상의 실시예를 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 명령이 저장될 수 있고, 운영 시스템, 애플리케이션 프로그램 등을 구현하기 위한 다른 컴퓨터 판독 가능한 명령도 저장될 수 있다. 스토리지(1130)에 저장된 컴퓨터 판독 가능한 명령은 프로세싱 유닛(1110)에 의해 실행되기 위해 메모리(1120)에 로딩될 수 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 입력 디바이스(들)(1140) 및 출력 디바이스(들)(1150)을 포함할 수 있다. 여기서, 입력 디바이스(들)(1140)은 예를 들어 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스 또는 임의의 다른 입력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 출력 디바이스(들)(1150)은 예를 들어 하나 이상의 디스플레이, 스피커, 프린터 또는 임의의 다른 출력 디바이스 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 다른 컴퓨팅 디바이스에 구비된 입력 디바이스 또는 출력 디바이스를 입력 디바이스(들)(1140) 또는 출력 디바이스(들)(1150)로서 사용할 수도 있다.
또한, 컴퓨팅 디바이스(1100)는 컴퓨팅 디바이스(1100)가 다른 디바이스(예를 들어, 컴퓨팅 디바이스(1300))와 통신할 수 있게 하는 통신접속(들)(1160)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 접속(들)(1160)은 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 통합 네트워크 인터페이스, 무선 주파수 송신기/수신기, 적외선 포트, USB 접속 또는 컴퓨팅 디바이스(1100)를 다른 컴퓨팅 디바이스에 접속시키기 위한 다른 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 통신 접속(들)(1160)은 유선 접속 또는 무선 접속을 포함할 수 있다.
상술한 컴퓨팅 디바이스(1100)의 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크(1200)에 의해 상호접속될 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 "구성요소", "모듈", "시스템", "인터페이스" 등과 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다. 예를 들어, 구성요소는 프로세서 상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두가 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 정확하고 안정적인 계전기 미터 신호를 수신할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
1100: 컴퓨팅 디바이스
1110: 프로세싱 유닛
1120: 메모리
1130: 스토리지
1140: 입력 디바이스
1150: 출력 디바이스
1160: 통신 접속
1200: 네트워크

Claims (4)

  1. 계전기 미터 신호에 따라 임펄스 노이즈를 판단하는 제1 단계;
    상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되면, 기준 변화량 및 기준 횟수를 정의하여 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하는 제2 단계;
    계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이상이면 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제3 단계; 및
    상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되지 않으면 계전기 상태값을 정의하고, 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하여, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되지 않으면, 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제4 단계
    를 포함하는 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 단계는 상기 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이하이면 상기 기준 횟수의 카운트를 증가시키는 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4 단계는 상기 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되면, 상기 계전기 미터 신호의 값을 입력받는 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법.
  4. 계전기 미터 신호에 따라 임펄스 노이즈를 판단하는 제1 단계;
    상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되면, 기준 변화량 및 기준 횟수를 정의하여 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하는 제2 단계;
    계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 사전에 설정된 횟수 이상이면 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제3 단계; 및
    상기 계전기 미터 신호가 임펄스 노이즈에 해당되지 않으면 계전기 상태값을 정의하고, 이전 계전기 미터 신호의 값과의 변화량을 계산하여, 계산된 변화량이 기준 변화량 이하이면 현재 계전기 미터 신호의 값을 저장 및 표시하고, 계산된 변화량이 기준 변화량 이상이고 상태 이상에 해당되지 않으면, 상기 이전 계전기 미터 신호의 값을 로드하는 제4 단계를 포함하는 계전기 미터 신호의 노이즈 필터링 방법을 수행하도록 프로그래밍된 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능한 저장매체.
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