KR102239661B1 - 시스템 및 감시장치의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본원발명은 디지털 장애 신호 검출장치 및 디지털 장애 신호 검출장치의 제어 방법으로,
전압 신호 및 전류 신호 중 적어도 하나를 포함하는 디지털 신호를 출력하는 머징 유닛으로부터 상기 디지털 신호를 하나를 수신하는 단계, 상기 디지털 신호로부터 상기 디지털 신호의 포맷을 추출하는 단계, 상기 디지털 신호의 포맷이 기준 조건을 만족하지 않는 장애 신호인 경우 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

시스템 및 감시장치의 제어 방법{SYSTEM AND CONTROL METHOD OF MONITORING SYSTEM}

본 발명은 디지털 장애 신호를 검출하기 위한 검출장치 및 검출장치의 제어 방법에 관한 것이다.

IEC 61850 국제표준 기반 상위운영장치와 지능형전자장치로 구성된 변전자동화시스템을 적용한 디지털 변전소가 확대되고 있다. 기존 변전자동화시스템 내 구리선으로 전달되던 제어·감시·보호 신호가 네트워크를 통한 디지털 신호로 전달되고 있다. 이에 따라 최근에는 구리선으로 전달되던 아날로그 전압·전류 신호도 네트워크를 통한 디지털 방식의 전압·전류 신호로 전달하기 위한 연구 및 실증이 진행되고 있다. 아날로그 전압·전류 신호를 디지털 방식의 전압·전류 신호로 변환하는 장치를 머징 유닛이라고 지칭한다. IEC 61850 국제표준에서는 지능형전자장치와 머징 유닛으로 구성된 네트워크를 프로세스 버스라고 지칭한다.

네트워크를 통한 디지털 신호를 송·수신하는 과정에는 데이터가 손실되거나 변조되는 장애현상이 발생할 수 있다. 머징 유닛에서 송신하는 디지털 방식의 전압·전류 신호에 장애현상이 발생하는 경우, 지능형전자장치의 정동작이 불가하다. 이러한 장애현상 발생한 경우, 디지털 방식의 전압·전류 신호를 수신하는 지능형전자장치에서 알람 신호를 발생한다. 하지만 지능형전자장치에서는 장애현상에 대한 상세 분석이 불가능하며, 디지털 신호를 송·수신하는 해당 장치가 아닌 이를 객관적으로 분석할 수 있는 제 3자 장애신호 검출 전용 장치가 필요하다.

프로세스 버스 내 안정적으로 데이터를 송·수신하기 위해 이중화 네트워크가 필요하며, 네트워크 전환 절체 시간을 제로로 하는 PRP(Parallel Redundancy Protocol) 혹은 HSR(High Availability Seamless Redundancy) 네트워크 프로토콜이 적용될 전망이다. 현재 기술로 이중화 네트워크 내의 장애신호를 검출하기 위해 이중화 네트워크 프로토콜을 지원하는 고가의 Redundancy Box를 별도로 구비해야 한다.

프로세스 버스 내 지능형전자장치와 머징 유닛이 HSR 프로토콜을 지원하는 Ring 형태의 네트워크로 구성될 경우, 네트워크 내 트래픽 한계가 있기 때문에 프로세스 버스는 다수 개의 네트워크로 구성될 전망임. 현재 기술로 다중 네트워크에서 발생하는 장애신호를 동시에 검출하기 위해 고가의 Switch 장치를 별도로 구비해야 한다.

프로세스 버스는 다수의 지능형전자장치와 머징 유닛이 존재하며, 이중화된 네트워크 때문에 네트워크 구성 및 결선의 복잡도가 증가할 것으로 예상된다. 또한 현재 기술로 프로세스 버스 내의 장애신호를 검출하기 위해 네트워크 결선을 해제하고, 결합하는 과정이 수반된다. 네트워크는 광케이블을 사용하며, 네트워크 결선을 해제하고, 결합하는 과정에서 오결선, 광 포트 혹은 광 케이블 손상, 먼지투입 등 문제가 있다.

현재 기술로 디지털 방식의 전압·전류 신호에 장애가 발생한 경우, 장애신호를 검출하기 위해 네트워크 결선을 해제하고, 결합하는 과정과 해당 기술에 대한 지식이 있는 전문가만이 장애신호를 분석할 수 있기 때문에 상당한 시간이 소요될 뿐만 아니라 인적판단 오류 가능성이 상존하고 있다는 종래의 문제점이 존재하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 디지털 장애 신호를 검출하기 위한 검출장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.

구체적으로 아날로그 전압,전류 신호를 디지털 방식의 전압,전류 신호로 변환하는 장치인 머징 유닛으로부터 상기 변환된 디지털 방식의 전압,전류 신호를 송,수신하는 과정에서 발생할 수 있는 디지털 신호의 데이터의 손실 혹은 변조 장애현상을 제3자 장애신호 검출 전용 장치를 이용하여 검출함으로써 변전 자동화 시스템을 적용한 디지털 변전소에서 네트워크를 통한 디지털 방식의 전압,전류 신호의 장애현상을 탐지하는 디지털 장애 신호를 검출하기 위한 검출장치 및 검출장치의 제어 방법을 제공하기 위함이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본원발명은 디지털 장애신호 검출장치 및 디지털 장애 신호 검출장치의 제어 방법을 제공한다.

본 발명은, 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷을 입력 받는 데이터 입력 통신포트(2)의 제1 네트워크 연결되어 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터를 입력 받는 단계, 상기 입력 받은 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷을 추출하는 단계, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷과 기준 디지털 신호 포맷을 비교, 분석하여 상기 시험대상 디지털 신호 데이터의 포맷이 기준 조건에 해당하는 지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단된 상기 시험대상 디지털 신호 데이터의 포맷이 기준 조건에 부합하지 않는 경우, 제어 기능이 실행되도록 제어 명령을 출력하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 상기 기준 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터 포맷과 일치하고, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소와 상기 시험대상 이중화 제1 네트워크에서 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소와 일치하는 경우, 정상 상태 신호 알람 동작을 하는 단계, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 상기 기준 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷과 일치하지 않는 경우, 포맷 불량에 해당한다는 알람 동작을 하고, 상기 기준 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷과 일치하는 포맷을 가진 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 입력될 때까지 포맷 불량 알람 동작상태로 대기하는 단계, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소와 상기 시험대상 이중화 제1 네트워크에서 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소가 일치하지 않는 경우, 미등록 데이터 신호 알람 동작을 하고 상기 시험대상 이중화 제1네트워크에서 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소가 일치할 때까지 미등록 데이터 입력 알람 상태로 대기하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷을 입력 받는 데이터 입력 통신포트(2)의 제1 네트워크 프로토콜을 선택하고 상기 선택된 제1 네트워크 프로토콜을 상기 데이터 입력 통신포트(2)의 제1 네트워크 프로토콜로 설정하는 단계, 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 복수 개 인 경우 상기 디지털 신호 장애 검출장치 간의 통신을 하기 위한 장치연계 통신포트가 연결된 제2 네트워크의 프로토콜을 설정하고 상기 복수개의 디지털 장애신호 검출장치 중 하나의 디지털 장애 신호 검출장치를 주 검출 장치로 결정하는 단계, 상기 결정된 주 검출 장치는 상위 네트워크 통신포트에 연결되며, 상기 상위 네트워크 통신포트와 연결된 제3 네트워크의 프로토콜을 설정하는 단계, 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 한 개 인 경우에 상기 디지털 장애 신호 검출장치를 주 검출 장치로 결정하고, 상기 네트워크 통신포트와 연결된 제3 네트워크의 프로토콜을 설정하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따르면 상기 결정된 디지털 장애 신호 검출장치가 주 검출장치가 아닌 경우, 상기 장치 연계 통신포트에 연결된 제2 네트워크를 통하여 상기 주 검출 장치로 알람 신호를 송신하는 단계, 상기 송신된 알람 신호와 상기 기준 조건에 해당하는지 여부가 판단된 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터 정보를 상기 상위 네트워크 통신포트와 연결된 제3 네트워크로 송신하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 복수인 경우 및 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 한 개인 경우의 상기 설정된 장치 연계 통신포트에 연결된 제2네트워크의 프로토콜은 시험대상 디지털 신호 데이터를 송신하는 시험 유닛과 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 고리 형식으로 네트워크를 이루어 순차적으로 데이터를 송, 수신하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷을 입력 받는 데이터 입력통신포트의 제1 네트워크 프로토콜은, 시험대상 디지털 신호 데이터를 송신하는 시험 유닛과 상기 디지털 신호 장애 검출장치가 고리 형식으로 네트워크를 이루어 순차적으로 통신하는 방식 또는 상기 시험대상 디지털 신호 데이터를 송신하는 시험 유닛과 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 2개의 독립적인 네트워크에 연결되어 개별적으로 통신하는 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 통신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 디지털 장애 신호 검출장치는 디지털 신호를 송· 수신하는 해당 장치가 아닌 이를 객관적으로 분석할 수 있는 제 3의 장애신호 자동 검출 전용 장치로써, 이중화 네트워크 내의 장애신호를 검출하기 위해 이중화 네트워크 프로토콜을 지원하도록 고안되었다. 고가의 Red. Box를 별도로 구비할 필요가 없으며, 장애신호 자동 검출장치 간 연계가 가능하여 고가의 Switch 장치 없이 다중 네트워크에서 발생하는 장애신호를 동시에 검출할 수 있는 매우 실용적인 기술이다.

프로세스 버스 내 삽입되어 동작하는 장치이므로 장애신호 검출을 위해 반복적으로 네트워크 결선을 해제하고, 결합하는 과정이 생략되어 오결선, 광 포트 혹은 광 케이블 손상, 먼지투입 등의 문제를 원초적으로 방지할 수 있다. 또한 기존의 지식이 있는 전문가에 의한 장시간 소요되는 수작업 분석 과정을 획기적으로 단축하고, 인적 실수를 방지하여 분석의 신뢰성과 효율성을 확보할 수 있으며, 변전자동화시스템에 대한 현장 장애에 대한 기능 보완을 쉽게 검증할 수 있어 디지털 변전소 운영 신뢰성을 확보할 수 있고, 동시에 문제해결 시간 및 유지보수 비용을 줄일 수 있다.

모든 과정을 자동화하여 시험의 소요시간을 최소화하고 인적 실수의 가능성을 방지할 수 있는 현장 활용성이 매우 높은 방법이다. 프로세스 버스가 적용된 변전자동화시스템이 전 세계적으로 시장규모가 급속히 확대되어가고 있는 시점에서 본 발명은 변전자동화시스템을 구성하는 전자장치의 높은 신뢰성을 강조하는 시장의 요구에 부합하고, 변전자동화시스템이 적용된 디지털 변전소를 안정적으로 운영하기 위한 필수기술로 여겨 지기 때문에 경제성도 매우 높을 것이다.

도1 은 본 발명의 디지털 장애 신호 검출장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도2 은 도1의 디지털 장애 신호 검출장치의 제어 방법을 설명하는데 참조되는 블록도이다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준 조건을 이용하여 디지털 장애 신호를 검출하는 과정을 이해하는데 참조되는 블록도이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 통신포트 제어모듈을 통하여 각 네트워크 프로토콜을 설정하는 단계를 이해하는데 참조되는 블록도이다.
도5는 도4의 주 검출장치를 선정하여 상위 네트워크 통신포트와 송, 수신하는 과정을 이해하는데 참조되는 도면이다.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 지능형전자장치 모의모듈을 이용하여 주 검출장치인지 판단하고, 상기 검출된 디지털 장애신호와 함께 데이터를 상위 네트워크로 송신하는 과정을 이해하는데 참조되는 블록도이다.
도7은 장치 연계 통신포트와 상위 네트워크 통신포트의 설정된 네트워크 프로토콜을 이해하는데 참조되는 도면이다.
도8은 데이터 입력 통신포트의 설정된 2개의 네트워크 프로토콜을 이해하는데 참조되는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 몇몇 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도1 은 본 발명의 디지털 장애 신호 검출장치를 설명하는데 참조되는 도면이다.

본 발명에 따른 디지털 장애 신호 검출장치(0)은 제1 네트워크(1), 데이터 입력 통신포트(2), 통신포트 제어모듈(3), 트래픽 분석 모듈(4), 시험 판독 모듈(5), 시각 동기 모듈(6), 내부 버스(7), 지능형 전자장치 모의 모듈(8), 장치 연계 통신포트(9), 제2 네트워크(10), 상위 네트워크 통신포트(11), 제3 네트워크(12)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 디지털 장애 신호 검출장치(0)란, IEC 61850 국제표준 기반 상위 운영장치와 지능형 전자장치로 구성된 변전자동화 시스템을 적용한 디지털 변전소에서 기존에 구리선으로 전달되던 제어, 감시, 보호 신호가 네트워크를 통한 디지털 신호로 전달됨에 따라서 아날로그 전압, 전류 신호를 디지털 방식의 전압, 전류 신호로 변환하는 장치인 머징 유닛이 네트워크를 통한 디지털 신호를 송, 수신하는 과정에서 발생하는 디지털 방식의 전압, 전류 신호의 장애신호를 검출하는 전용 장치를 말한다.

상기 IEC 61850 국제 표준은 변전 시스템의 통신, 제어를 위해 기존의 구리선 형태에서 개방형 구조의 이더넷 기반 광케이블 디지털 상식으로 변환하기 위한 변전소 자동화 통신 프로토콜을 말한다.

제1 네트워크(1)는 상기 아날로그 전압, 전류 신호를 디지털 방식의 전압, 전류 신호로 변환하는 장치인 머징유닛의 네트워크가 존재하는 프로세스 버스 네트워크에 해당한다.

데이터 입력 통신포트(2)은, 상기 디지털 장애 신호 검출 장치(0)에 존재하며, 상기 머징유닛이 존재하는 프로세스 버스 네트워크인 제 1네트워크(1)와 연결되어, 상기 머징유닛 으로부터 시험 대상 디지털 전압, 전류 신호를 수신 받는 포트이다.

제2 네트워크(2)는 본 발명을 통해 고안된 복수의 디지털 장애 신호 검출장치들이 연결되어 구성하는 네트워크에 해당하여 상기 복수의 디지털 장애 신호 검출장치 간의 디지털 신호를 송, 수신한다.

장치 연계 통신포트(9)는 상기 본 발명을 통해 고안된 복수의 디지털 장애 신호 검출장치들을 연결하여 구성되는 네트워크에 연결하기 위한 포트에 해당한다.

제3 네트워크(12)는 상위 운영 시스템이 존재하는 네트워크에 해당한다. 상기 디지털 장애 신호 검출장치에서 처리된 장애 신호 결과를 서버인 상위 운영 시스템에 전송하기 위하여 제3 네트워크(12)를 통하여 디지털 방식의 데이터를 송신한다.

한편, 상위 네트워크 통신포트(11)는 상기 상위 운영 시스템이 존재하는 네트워크인 제3네트워크(12)에 시험결과 정보를 전송하기 위한 포트에 해당한다.

통신포트 제어모듈(3)이란 상기 데이터 입력 통신포트(2), 장치 연계 통신포트(9), 상위 네트워크 통신포트(11)를 외부 네트워크와 연결하기 위해 네트워크 프로토콜을 설정하여 제어하는 모듈이다. 상기 통신포트 제어모듈(3)은 상기 데이터 입력 통신포트(2), 장치 연계 통신포트(9), 상위 네트워크 통신포트(11)의 네트워크 프로토콜을 이하 설명할 HSR, PRP protocol중 하나로 설정하여 제어한다.

트래픽 분석 모듈(4)과 시험 판독 모듈(5)은 데이터 입력 통신포트(2)를 통해 수집된 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 데이터를 이용하여 장애 현상을 판단하고 검출할 수 있다.

지능형 전자장치 모의모듈(8)에 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 데이터의 장애 현상에 대한 상기 시험 판독 결과가 내부 버스(7)를 통하여 기록되며, IEC 61850 기반으로 동작하여 상기 상위 네트워크 통신포트(11)가 연결된 제3 네트워크(12)를 통하여 상위 운영시스템에 시험 결과 정보를 전송한다.

시각동기 모듈(6)은 외부 시각동기 신호를 이용하여 본 장치에서 입, 출력 되는 데이터를 처리한다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 디지털 장애 신호 검출장치 및 디지털 장애 신호 검출장치의 제어 방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다.

도2는 도1의 디지털 장애 신호 검출장치의 제어 방법을 설명하는데 참조되는 블록도이다.

시험 대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터를 입력 받는 데이터 입력통신 포트(2)의 제1 네트워크(1) 연결되어 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터를 입력 받는다(S110). 머징 유닛이 존재하는 프로세스 버스 네트워크(제1 네트워크(1))와 연결된 데이터 입력 통신포트(2)에서 머징 유닛으로부터 연속하여 시험 대상 디지털 방식의 전압 전류 신호 데이터를 수신한다.

상기 입력 받은 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷을 추출한다(S130). 상기 입력 받은 시험 대상의 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터를 추출부를 통하여 포맷의 형태로 추출하게 된다.

상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷과 기준 디지털 신호 포맷을 비교, 분석하여 상기 시험대상 디지털 신호 데이터의 포맷이 기준 조건에 해당하는 지 여부를 판단한다(S150). 상기 기준 디지털 신호 포맷은 IEC 61850-9-2의 기준 디지털 포맷에 해당한다. IEC 61850-9 포맷은 변전소 통신을 위한 새로운 국제 표준이다. IEC61850규약은 변전 시스템의 통신, 제어를 위해 기존의 구리선 형태에서 개방형 구조의 이더넷 기반 광케이블 디지털 방식으로 변환하기위한 변전소 자동화 통신 프로토콜을 말한다. 이 표준은 모든 보호, 제어, 측정 및 모니터링 기능을 변전소 내에 통합시키며 추가적으로 고속 변전소 보호 어플리케이션, 인터록 및 상호트리핑을 위한 수단을 제공한다. 상기 머징 유닛이 존재하는 프로세스 버스에서 송신되는 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 상기 IEC 61850-9-2의 기준 디지털 포맷에 해당하는 지 제어부에서 판단한다.

상기 판단된 상기 시험대상 디지털 신호 데이터의 포맷이 기준 조건에 부합하지 않는 경우, 제어 기능이 실행되도록 제어 명령을 출력한다(S170). 상기 제어 명령을 출력하는 역할을 담당하는 것은 제어부에 해당하며, 상기 제어부에서 트래픽 분석 모듈(4)와 시험 판독 모듈(5)이 동작을 하여 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 상기 기준 조건에 부합하지 않는 경우에 제어 기능이 실행되도록 한다.

현재까지 도2에 대한 설명을 통하여 도1의 디지털 장애 신호 검출장치의 제어 방법에 대하여 간략하게 설명하였다.

다음, 도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준 조건을 이용하여 디지털 장애 신호를 검출하고 상기 디지털 장애 신호의 검출 제어방법 과정을 이해하는데 참조되는 블록도이다.

트래픽 분석모듈(4)과 시험 판독 모듈(5)는 입력된 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 상기 기준 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷인 상기 IEC 61850-9-2에 대비하여 부합하지 않거나, 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소에 부합하는지 여부를 판단한다.

더욱 구체적으로 도3을 참조하여 설명하면, 먼저 트래픽 분석모듈(4)은 IEC 61850-9-2에서 제시하는 기준 디지털 방식의 전압, 전류 신호 포맷 값(32)와 데이터 입력 통신 포트(2)를 통하여 입력되는 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷(31)을 비교 분석한다.

상기 IEC 61850-9-2에서는 Sample Value의 포맷이 존재하며 상기 포맷안에 전압, 전류 값이 포함되어 있다. 상기 트래픽 분석모듈(4)이 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷(31)이 상기 IEC 61850-9-2의 포맷안에 존재하는 전압, 전류 값(32)에 해당하는지 비교 분석(34)하여 판단하며, 상기 전압, 전류 값에 해당하는 경우에 정상 포맷(36)에 해당한다고 판단한다.

또한 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷(31)이 상기 기준 디지털 방식의 전압, 전류 신호 포맷 값(32)에 해당하여 정상 포맷(36)에 해당할 경우에, 상기 정상 포맷에 해당하는 상기 기준 디지털 방식의 전압, 전류 신호 포맷 값(32)과 상기 제1 네트워크(1)에서 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소(33)와 비교 분석한다.

사용자는 네트워크에서 허용되는 MAC Address를 기 입력한다. 이때 상기 정상 포맷에 해당하는 상기 시험 대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷 값이 상기 사용자가 기 입력한 네트워크에서 허용되는 MAC Address와 비교 분석하여 상기 사용자가 네트워크에서 허용하는 MAC Address인 경우인지 판단한다.

다음 시험 판독 모듈(5)은 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷(31)이 상기 정상 포맷(36)에 해당하고, 상기 제1 네트워크(1)에서 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소(35)에 해당하는 경우에 이를 정상 등록 상태(37)로 판단하여 정상상태 신호 알람 동작(40)을 한다.

상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷(31)이 상기 정상 포맷(36)에 해당하지 않는 경우, 즉 상기 트래픽 분석 모듈(4)이 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 상기 IEC 61850-9-2의 포맷안에 존재하는 전압, 전류 값에 해당하는지 비교 분석하여 판단하며, 상기 전압, 전류 값에 해당하지 않는 경우에 정상 포맷에 해당하지 않는다고 판단한다.

즉 포맷 불량(36)에 해당할 경우에는 포맷이 불량한 데이터가 입력되었다는 알람 동작(38)을 하고, 정상상태의 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 입력될 때까지 포맷 불량 데이터 입력 알람 상태로 대기(41)하게 된다.

또한 상기 제1 네트워크(1)에서 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소에 해당하지 않는 경우, 즉 미등록 데이터(39)에 해당하는 경우, 미등록 데이터가 입력되었다는 알람 동작(39)를 하고, 상기 제1 네트워크(1)에서 사용자가 기 입력한 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 네트워크 주소에 해당하는 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 입력될 때 까지 미등록 데이터 입력 알람 상태로 대기(42)한다. 상기 3종류의 데이터 값은 은 내부 버스(7)을 통하여 시각동기 모듈(6)의 시각 정보와 함께 지능형 전자장치 모의 모듈(8)에 저장된다.

지금까지 도3을 통하여 상기 디지털 장애 신호 검출장치 내부에 존재하는 트래픽 분석모듈(4)와 시험 판독 모듈(5)를 통하여 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터의 포맷이 기준 조건에 해당하는지 여부를 판단하고 제어방법에 대해서 설명하였다.

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 통신포트 제어모듈(3)을 통하여 각 네트워크 프로토콜을 설정하는 단계를 이해하는데 참조되는 블록도이다.

데이터 입력 통신포트(2)는 제1 네트워크(1)에서 지원하는 이중화 프로토콜과 동일한 프로토콜을 사용하여야 하며, 장치 연계 통신포트(9)는 제2 네트워크(10)에서 지원하는 이중화 프로토콜과 동일한 프로토콜을 사용하여야 한다. 상기 복수의 디지털 장애 신호 검출장치(0)중에서 주 검출 장치는 상위 네트워크 통신포트(11)에 연결되며, 제3 네트워크(12)에 연결이 필요하기 때문에 주 검출장치는 상위 네트워크 통신포트(11)와 제3 네트워크(12)에서 지원하는 이중화 프로토콜과 동일한 프로토콜을 사용한다.

상기 3종류의 통신포트는 통신포트 제어모듈(3)을 통하여 제어를 한다. 통신 포트 제어모듈(3)의 설정을 시작(21)하고, 상기 시험대상 디지털 방식의 전압, 전류 신호 데이터를 입력 받는 데이터 입력 통신포트(2)를 제1 네트워크(1)와 동일한 이중화 프로토콜을 사용하도록 HSR 또는 PRP 모드로 설정(22)한다.

이하 상기 데이터 입력 통신포트(2)에 설정된 HSR 또는 PRP모드를 이하 명세서에서 제1 프로토콜이라 명명하고, 장치 연계 통신포트(9)가 연결된 제2 네트워크를 제2 프로토콜, 상위 네트워크 통신포트(11)와 연결된 제3 네트워크를 제3 프로토콜이라 명명한다.

상기HSR(High Availabitlity seamless redundancy)는 중복 결합 링 토폴로지를 사용한다. 2개의 네트워크 포트를 사용하지만 PRP와는 달리 HSR연결에서는 2개의 인터페이스를 연결하여 링을 형성하는 HSR용 이중 연결 노드로 형성된다.

한편 상기 PRP(Parallel Redundacy Protocol)는 스위치의 오버 시간 없이 데이터의 통신을 가능한다. 장치 사이의 2개의 독립적인 active paths에 근거하여 송신자는 동시에 동일한 데이터를 보내는 2개의 독립적인 네트워크 인터페이스를 사용한다. 상기 PRP프로토콜은 수신자가 첫 번째 데이터 패킷만 사용하고 2번째 패킷은 폐기한다.

상기 데이터 입력 통신포트(2)는 상기 PRP프로토콜 또는 상기 HSR프로토콜로 제어하며(제1 프로토콜), 장치 연계 통신포트(9)는 HSR 프로토콜(제2 프로토콜)로 제어한다. 또한 상기 주 검출장치의 상위 네트워크 통신포트(11)은 싱글 모드(제3프로토콜)로 동작을 한다.

디지털 장애 신호 검출장치가 복수로 존재하는 경우(23)에는 상기 디지털 장애 신호 검출장치 간의 통신을 위하여 장치 연계 통신포트(9)를 상기 HSR 모드로 설정(24)하고, 주 디지털 장애 신호 검출 장치를 한 대 결정(25)하여 상위 네트워크 통신포트(11)를 설정한다(26). 이때 상기 상위 네트워크 통신포트(11)를 싱글모드로 설정한다.

상기 디지털 장애 신호 검출장치가 한대인 경우, 상위 네트워크 통신포트(11)만 설정(26) 하고, 즉 상기 네트워크 통신포트(11)를 싱글 모드로 설정한다. 통신 포트 제어모듈(3)의 설정을 완료(27)한다.

상기와 같은 과정을 통하여 상기 데이터 입력 통신포트(2), 장치 연계 통신포트(9), 상위 네트워크 통신포트(1)의 프로토콜을 상기 통신포트 제어모듈(3)을 통하여 설정할 수 있다.

도5는 도4의 주 검출장치를 선정하여 상위 네트워크 통신포트와 송, 수신하는 과정을 이해하는데 참조되는 도면이다.

도5에서 볼 수 있듯이 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 복수인 경우에 디지털 장애 신호 검출장치 간의 통신을 위하여 장치 연계 통신포트(9)를 이용하여 상기 디지털 장애 신호 검출장치 간의 프로토콜을 HSR(High Availabitlity seamless redundancy)로 설정하고, 주 디지털 장애 신호 검출장치를 한 대 결정하여(25) 상위 네트워크 통신포트(11)를 설정하는 과정을 이해하는데 참조되는 도면이다.

도6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 지능형전자장치 모의모듈(8)을 이용하여 상기 디지털 장애 신호 검출장치가 주 검출장치인지 판단하고, 상기 검출된 디지털 장애신호와 함께 데이터를 상위 네트워크로 송신하는 과정을 이해하는데 참조되는 블록도이다.

지능형 전자장치 모의모듈(8)이 동작(51)하고, 디지털 장애 신호 검출장치가 주 검출장치(52)가 아닌 경우, 제2 네트워크(10)를 통하여 주 디지털 장애 신호 검출장치로 알람 신호를 고속의 GOOSE프로토콜을 이용하여 송신(53)한다.

상기 GOOSE 프로토콜을 이용하여 알람 신호를 송신 받은 주 디지털 장애 신호 검출장치는 제2 네트워크(10)를 통하여 상기 주 검출장치가 아닌 다른 디지털 장애 신호 검출 장치로부터 알람 신호를 수신(54)하고, 상기 주 디지털 장애 신호 검출장치는 상기 알람 신호와 함께 제3 네트워크에 존재하는 상위운영시스템이 연결된 상위 네트워크 통신포트(1)의 제3 네트워크(12)로 정보를 GOOSE프로토콜을 이용하여 송신(55)한다.

상기 GOOSE프로토콜은 IEC 61850 기반의 변전자동화시스템에는 다양한 통신 프로토콜들이 적용되는데, 이 중 GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event) 프로토콜(즉, 구스 프로토콜)은 전력기기에 특정 이벤트(event)를 전달하는데 사용되는 프로토콜 중 하나이다.

도7은 장치 연계 통신포트와 상위 네트워크 통신포트의 설정된 네트워크 프로토콜을 이해하는데 참조되는 도면이다.

장치 연계 통신포트(9)는 복수의 디지털 장애 신호 검출장치와 HSR 프로토콜로 연결이 되어있다. 상기 복수의 디지털 장애 신호 검출장치 간의 알람 신호 전달 및 데이터를 전달하기 위하여 공통의 제2 네트워크(10)에 연결이 되며 이때 링 토폴로지의 형태로 구현된다. 이는 상기 HSR 프로토콜의 형식으로 연결 된다. 각 데이터는 복제된 후에 링의 방향으로 돌아서 순차적으로 전달된다.

또한 상위 네트워크 통신포트(1)는 하나의 주 디지털 장애 신호 검출 장치와 상위 운영 시스템이 존재하는 제3 네트워크(12)와 단독으로 연결되는 싱글모드 형태로 구현되어 데이터를 송, 수신한다.

도8은 데이터 입력 통신포트의 설정된 2개의 네트워크 프로토콜을 이해하는데 참조되는 도면이다.

복수의 머징 유닛이 존재할 경우에 상기 복수의 디지털 장애 신호 검출 장치와 HSR 또는 PRP 프로토콜로 연결되게 된다. 상기 PRP프로토콜로 연결될 경우 상기 복수의 머징 유닛은 각 개별적으로 상기 복수의 장애 신호 검출 장치의 데이터 입력 통신 포트에 연결된다. 한편 상기 HSR프로토콜로 연결될 경우 상기 복수의 머징 유닛은 링 형식으로 상기 복수의 장애 신호 검출장치의 데이터 입력 통신 포트에 연결된다.

상기 2개의 네트워크 프로토콜은 PRP(Parallel Redundancy Protocol) 혹은 HSR(High Availability Seamless Redundancy)에 해당한다. 상기 네트워크 프로토콜은 상기 PRP가 설계된 상기 제1 네트워크에서는 상기PRP네트워크 프로토콜을 선택하며, 상기HSR이 설계된 상기 제1 네트워크에서는 상기 HSR 네트워크 프로토콜을 선택한다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 도시되어 있지만, 반드시 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 실행되어야 만하거나 또는 모든 도시 된 동작들이 실행되어야 만 원하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수도 있다. 더욱이, 위에 설명한 실시 예 들에서 다양한 구성들의 분리는 그러한 분리가 반드시 필요한 것으로 이해되어서는 안 되고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키지 될 수 있음을 이해하여야 한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예 시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

0: 디지털 장애신호 검출장치
1: 제1 네트워크
2: 데이터 입력 통신포트
3: 통신포트 제어모듈
4: 트래픽 분석 모듈
5: 시험 판독 모듈
6: 시각 동기 모듈
7: 내부 버스
8: 지능형 전자 장치모듈
9: 장치 연계 통신포트
10: 제2 네트워크
11: 상위 네트워크 통신포트
12: 제3 네트워크
13: 주 검출장치

Claims (20)

1. 전압 신호 및 전류 신호 중 적어도 하나를 포함하는 디지털 신호를 출력하는 머징 유닛으로부터 상기 디지털 신호를 수신 받는 입력부;
   상기 디지털 신호로부터 상기 디지털 신호의 포맷을 추출하는 추출부;
   상기 디지털 신호의 포맷이 기준 조건을 만족하지 않는 장애 신호인 경우 알람 신호를 출력하는 m개의 감시 장치를 포함하는 제어부; 및
   상기 m개의 감시 장치 중 주 감시 장치를 판단하는 모의 모듈
   을 포함하고,
   상기 머징 유닛이 k개인 경우, 상기 m개의 감시 장치 각각과 상기 k개의 머징 유닛이 각각은 HSR(High Availability Seamless Redundancy) 프로토콜로써 링 형식으로 연결되는, 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 알람 신호를 출력하는 감시 장치가 m개인 경우, n번째 감시 장치는 n+1번째 감시 장치와 연결되고, m번째 감시 장치는 첫 번째 감시 장치와 연결되고, n과 m은 자연수이며,
   상기 n+1번째 감시 장치는 상기 장애 신호를 발견하거나 상기 n번째 감시 장치로부터 알람 신호를 수신하는 경우, n+2번째 감시 장치로 알람 신호를 출력하며,
   복수의 감시 장치들 중 주 감시 장치로 설정된 어느 하나의 감시 장치는 상기 장애 신호를 발견하거나 다른 감시 장치로부터 알람 신호를 수신하는 경우, 서버로 알람 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 시스템.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 머징 유닛이 k개인 경우, L번째 머징 유닛은 L+1번째 머징 유닛과 연결되고, k와 L은 자연수이며, 첫 번째 머징 유닛과 k번째 머징 유닛은 상기 감시 장치의 디지털 신호 입력부에 각각 연결되는 단계 또는 각각 머징 유닛들이 개별적으로 상기 감시 장치의 디지털 신호 입력부에 연결되는 것을 특징으로 하는 시스템.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 추출된 디지털 신호의 포맷이 기준 디지털 신호 포맷과 일치하고, 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하는 경우, 정상 알람 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 시스템.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 추출된 디지털 신호의 포맷이 기준 디지털 신호 포맷과 일치하지 않는 장애 신호인 경우 알람 신호를 출력하고, 기준 디지털 신호 포맷과 일치하는 포맷을 가진 디지털 신호의 포맷이 입력될 때까지 대기하는 제어부를 포함하는 제어부를 포함하는 시스템.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 추출된 디지털 신호 포맷이 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하지 않아 장애 신호인 경우 알람 신호를 출력하고, 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하는 디지털 신호 포맷이 입력될 때까지 대기하는 제어부를 포함하는 시스템.
7. 제2 항에 있어서,
   상기 장애 신호를 발견한 감시 장치가 주 감시 장치가 아닌 경우, 주 감시 장치로 상기 알람 신호를 출력하고,
   출력된 알람 신호를 송신 받은 상기 주 감시 장치는 서버로 상기 알람 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제2 항에 있어서,
   상기 장애 신호를 발견한 감시 장치가 주 감시장치 인 경우, 상기 알람 신호를 서버로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
9. 제5 항에 있어서,
   상기 기준 디지털 신호 포맷과 일치하는 포맷을 가진 디지털 신호의 포맷이 입력되는 경우, 정상 알람 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 시스템.
10. 제6 항에 있어서,
    상기 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하는 디지털 신호 포맷이 입력되는 경우, 정상 알람 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 시스템.
11. 컴퓨팅 디바이스에 의하여 수행되는 제어 방법으로,
    전압 신호 및 전류 신호 중 적어도 하나를 포함하는 디지털 신호를 출력하는 머징 유닛으로부터 상기 디지털 신호를 수신하는 단계;
    상기 디지털 신호로부터 상기 디지털 신호의 포맷을 추출하는 단계; 및
    상기 디지털 신호의 포맷이 기준 조건을 만족하지 않는 장애 신호인 경우 감시 장치가 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 알람 신호를 출력하는 감시 장치가 m개인 경우,
    상기 m개의 감시 장치 중 주 감시 장치를 판단하는 단계; 및
    상기 머징 유닛이 k개인 경우, 상기 m개의 감시 장치 각각과 상기 k개의 머징 유닛이 각각은 HSR(High Availability Seamless Redundancy) 프로토콜로써 링 형식으로 연결되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 알람 신호를 출력하는 감시 장치가 m개인 경우, n번째 감시 장치는 n+1번째 감시 장치와 연결되고, m번째 감시 장치는 첫 번째 감시 장치와 연결되며 n과 m은 자연수인 것을 특징으로 하는 단계;
    n+1번째 감시 장치는 상기 장애 신호를 발견하거나 n번째 감시 장치로부터 알람 신호를 수신하는 경우, n+2번째 감시 장치로 알람 신호를 출력하는 단계;
    복수의 감시 장치들 중 주 감시 장치로 설정된 어느 하나의 감시 장치는 상기 장애 신호를 발견하거나 다른 감시 장치로부터 알람 신호를 수신하는 경우, 서버로 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 머징 유닛이 k개인 경우, L번째 머징 유닛은 L+1번째 머징 유닛과 연결되고, k와 L은 자연수이며, 첫 번째 머징 유닛과 k번째 머징 유닛은 상기 감시 장치의 디지털 신호 입력부에 각각 연결되는 단계 또는 각각 머징 유닛들이 개별적으로 상기 감시 장치의 디지털 신호 입력부에 연결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
14. 제11 항에 있어서,
    상기 추출된 디지털 신호의 포맷이 기준 디지털 신호 포맷과 일치하고, 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하는 경우, 정상 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
15. 제11 항에 있어서,
    상기 추출된 디지털 신호의 포맷이 기준 디지털 신호 포맷과 일치하지 않는 장애 신호인 경우 알람 신호를 출력하고, 기준 디지털 신호 포맷과 일치하는 포맷을 가진 디지털 신호의 포맷이 입력될 때까지 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
16. 제11 항에 있어서,
    상기 추출된 디지털 신호 포맷이 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하지 않아 장애 신호인 경우 알람 신호를 출력하고, 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하는 디지털 신호 포맷이 입력될 때까지 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
17. 제12 항에 있어서,
    상기 장애 신호를 발견한 감시 장치가 주 감시 장치가 아닌 경우, 주 감시 장치로 상기 알람 신호를 출력하는 단계; 및
    출력된 알람 신호를 송신 받은 상기 주 감시 장치는 서버로 상기 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
18. 제12 항에 있어서,
    상기 장애 신호를 발견한 감시 장치가 주 감시장치 인 경우, 상기 알람 신호를 서버로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감시장치의 제어 방법.
19. 제15 항에 있어서,
    상기 기준 디지털 신호 포맷과 일치하는 포맷을 가진 디지털 신호의 포맷이 입력되는 경우, 정상 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
20. 제16 항에 있어서,
    상기 사용자가 기 입력한 네트워크 주소와 일치하는 디지털 신호 포맷이 입력되는 경우, 정상 알람 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.

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