KR102275283B1 - 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템 - Google Patents

선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 무선 네트워크 시스템은 계통 상태 데이터 수집 유닛으로부터 관제센터로 계통 상태 데이터를 송신하는 수집망; 및 상기 수집망과는 별도로 분리되어 운영되며, 상기 관제센터와 각 배전 설비 간 설비 제어 데이터를 송수신하는 제어망을 포함한다.

Description

선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템{HYBRID WIRELESS NETWORK SYSTEM USING SELECTIVE PMU(Phasor Measurement Unit) DATA TRANSMISSION TECHNIQUE}
선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템에 관한 것이다.
최근 배전계통 연계 분산전원과 HVDC, FACTS 등 특수 설비의 증가는 배전 계통의 불안정성을 증가시키고 있다. 따라서 배전 계통의 실시간 운영 상태 추정 및 제어를 통한 안정도 유지 및 신뢰도 보장이 필수적이며, 한국전력공사는 이를 위해 배전 지능화 시스템을 활용하고 있다.
배전 지능화 시스템과 연계된 SCADA(송변전 자동화 시스템, Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템은 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit) 장치를 통해 수집된 계통 상태 정보를 이용하여 감시 및 제어를 수행한다.
최근에는 GPS를 이용해 실시간 측정이 가능한 PMU(위상측정장치, Phasor Measurement Unit) 도입을 추진 중에 있다. PMU는 전류와 전압의 크기, 위상각, 주파수 등 전력계통의 다양한 상태 정보를 초당 10~120 샘플의 주파수로 측정할 수 있어 보다 높은 정확도를 가진다.
현재 배전 지능화 시스템은 무선 TRS(Trunked Radio System)망을 이용하여 계통 상태 정보를 통신한다. TRS망은 단일 주파수를 사용하여 보안 수준이 높아 계통 감시 및 제어용 통신망으로 적합하나, 데이터 송신이 느려 3.36~40.32 kbps의 속도를 요하는 PMU에 적용하기에는 어려움이 있다.
LTE망은 고속 통신이 가능한 전국망을 갖추고 있어 TRS망을 LTE망으로 교체할 경우 PMU 데이터를 수용할 수 있으나, LTE망의 경우 통신비용이 높고 보안수준이 낮아 계통 감시 및 제어용 통신망으로는 부적합하다. 또한, LTE망이 아닌 광통신을 설치하여 PMU 데이터를 전송할 경우 보안수준 및 통신속도는 만족스러우나 설치비용에 매우 높아지는 단점을 갖고 있다.
대한민국 공개특허 10-2018-0066737
본 발명의 실시예는 설비 제어 데이터를 송수신하는 제어망과 계통 상태 데이터를 송신하는 수집망을 분리하여 운영하되, 상기 수집망을 통해 평상시에는 제 1 전송 속도로 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터를 관제센터로 전송하고, 배전 설비 계통의 고장 발생 시에는 상기 제 1 계통 상태 데이터 송신과 더불어 기 설정된 기간 동안 제 2 전송 속도로 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 2 계통 상태 데이터를 관제센터로 송신할 수 있는 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 무선 네트워크 시스템은 계통 상태 데이터 수집 유닛으로부터 관제센터로 계통 상태 데이터를 송신하는 수집망; 및 상기 수집망과는 별도로 분리되어 운영되며, 상기 관제센터와 각 배전 설비 간 설비 제어 데이터를 송수신하는 제어망을 포함한다.
상기 계통 상태 데이터는: 상기 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터; 및 상기 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 2 계통 상태 데이터를 포함하고, 상기 수집망은, 제 1 전송 속도로 상기 제 1 계통 상태 데이터를 송신하되, 기 설정된 이벤트 발생 시에는 상기 기 설정된 이벤트 발생 시점 전후의 기 설정된 기간 동안 제 2 전송 속도로 상기 제 1 계통 상태 데이터와 상기 제 2 계통 상태 데이터를 송신할 수 있다.
상기 기 설정된 이벤트는: 배전 설비 계통으로부터의 고장 이벤트; 및 상기 관제센터로부터의 계통 상태 데이터 수집 명령 이벤트를 포함할 수 있다.
상기 수집망은, 상기 기 설정된 이벤트 발생한 경우 상기 기 설정된 기간 동안 상기 제 2 전송 속도로 상기 제 1 계통 상태 데이터와 상기 제 2 계통 상태 데이터를 송신하되, 상기 이벤트가 발생된 후 상기 제 2 전송 속도로 상기 계통 상태 데이터를 송신한 기간이 상기 제 2 기간을 초과하거나, 상기 고장 이벤트가 종료되거나, 상기 관제센터로부터 상기 제 2 계통 상태 데이터 수집 해제 명령 이벤트가 발생한 경우 다시 상기 제 1 전송 속도 상기 제 1 계통 상태 데이터만을 송신할 수 있다.
상기 기 설정된 기간은, 상기 이벤트 발생 시점으로부터 제 1 기간 이전 및 상기 이벤트 발생 시점으로부터 제 2 기간 이후 사이의 기간의 합일 수 있다.
상기 제 1 기간의 기본값은 30초로 설정되고, 상기 제 2 기간의 기본값은 5분으로 설정될 수 있다.
상기 제어망은 TRS(Trunked Radio System) 망을 이용하고, 상기 수집망은 LTE(Long Term Evolution) 망을 이용할 수 있다.
상기 제 1 전송 속도는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도이고, 상기 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도는 132bps일 수 있다.
상기 제 2 전송 속도는, PMU(Phasor Measurement Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도이고, 상기 PMU(Phasor Measurement Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도는 3.36kbps 내지 40.32kbps일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템은 설비 제어 데이터를 송수신하는 제어망과 계통 상태 데이터를 송신하는 수집망을 분리하여 운영하되, 상기 수집망을 통해 평상시에는 제 1 전송 속도로 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터를 관제센터로 전송하고, 배전 설비 계통의 고장 발생 시에는 상기 제 1 계통 상태 데이터 송신과 더불어 기 설정된 기간 동안 제 2 전송 속도로 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 2 계통 상태 데이터를 관제센터로 송신할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 무선 네트워크 시스템(10)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛인 PMU/μPMU(micro-PMU)와 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛인 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에서 생성되는 데이터를 비교한 표이다.
도 3은 SKT LTE-M 기본 요금제의 데이터 제공량과 통신요금을 나타낸 표이다.
도 4는 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 일별 고장 횟수에 따른 월간 통신 비용을 나타낸 그래프이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 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.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
이하, 본 명세서의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합 무선 네트워크 시스템(10)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 혼합 무선 네트워크 시스템(10)은 수집망(100)과 제어망(200)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 위상측정장치(PMU, Phasor Measurement Unit, 30) 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템(10)은 설비 제어 데이터를 송수신하는 제어망(200)과 상기 제어망(200)과는 별도로 분리되어 운영되며 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛 및 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛을 포함한 계통 상태 데이터 수집 유닛(30)에서 생성된 계통 상태 데이터를 관제 센터로 송신하는 수집망(100)을 포함한다.
여기서, 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛은 배전설비 현장에 분포되어 있는 배전선로 개폐기를 정보 통신 기술을 이용하여 주장치에서 원격 감시, 제어하고 배전선로 고장(배전선로의 단락, 지락 사고 등) 발생 시에 고장구간을 자동을 검출할 수 있는 장치를 말하며, FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)가 이에 해당할 수 있다. 다만, 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛은 FRTU에 한정되는 것은 아니며 FRTU와 비슷한 크기의 용량을 갖는 계통 상태 데이터를 생성하는 배전지능화 용 단말장치를 모두 포함할 수 있다.
제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛은 실시간으로 전류와 전압의 크기, 위상각, 주파수 등 전력계통의 다양한 상태 정보를 실시간으로 수집하는 장치를 말하며, PMU(Phasor Measurement Unit, 위상측정장치)가 이에 해당할 수 있다. 여기서 PMU는 GPS를 이용해 실시간으로 전류와 전압의 크기, 위상각, 주파수 등 전력계통의 다양한 상태 정보를 실시간으로 수집하는 장치를 말한다. 다만, 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛은 PMU에 한정되는 것은 아니며, 상기 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛과 비교하였을 때 보다 큰 용량의 계통 상태 데이터를 생성하는 장치를 모두 포함할 수 있다.
수집망(100)은 계통 상태 데이터 수집 유닛(30)에서 생성된 계통 상태 데이터를 관제센터로 송신한다. 상기한 바와 같이, 계통 상태 데이터 수집 유닛(30)은 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)를 포함하는 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛과 PMU(Phasor Measurement Unit, 위상측정장치)를 포함하는 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛을 포함한다. 이하에서는 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 데이터를 제 1 계통 상태 데이터로, 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 데이터를 제 2 계통 상태 데이터로 정의한다.
즉, 수집망(100)은 배전 계통에 설치된 계통 상태 데이터 수집 유닛(30)과 관제센터(20)를 연계하는 통신망으로서, 관제센터(20)는 수집망(100)을 통해 취득한 계통 상태 데이터를 이용하여 실시간 정전구간을 판단할 수 있으며 계통 운영 계획을 수립할 수 있다.
제어망(200)은 관제센터(20)와 각 배전 설비(40) 간의 설비 제어 데이터를 송수신한다. 즉, 제어망(200)은 안정적인 계통 운영을 위해 관제센터(20)와 각 배전 설비(40)를 연계하여 제어정보를 원격으로 전달할 수 있다.
즉, 본 발명의 경우 제어망(200)과 수집망(100)을 분리하여 운영하는데, 일 실시예에 따르면 제어망(200)의 경우 TRS(Trunked Radio System) 망을 이용하고 수집망(100)의 경우 LTE(Long Term Evolution) 망을 이용할 수 있다. TRS 망의 경우 단일 주파수를 사용하므로 보안 수준이 높아 계통 감시 및 제어용 통신망으로 적합하고 LTE 망의 경우 전국망을 갖추고 있으며 고속의 데이터 통신이 가능하여 계통 상태 데이터 수집 유닛(30)에서 생성되는 큰 용량의 데이터를 관제센터로 용이하게 송신할 수 있다. 다만, 제어망(200)으로 사용되는 망은 TRS 망에 한정되지 않으며 설비 제어 데이터를 송수신 할 수 있는 망이면 제한없이 적용 가능하다. 이와 더불어 수집망(100)으로 사용되는 망 역시 LTE 망에 한정되지 않으며 3G, LTE-A 또는 5G 망을 포함한 계통 상태 데이터를 송수신 할 수 있는 망이면 제한 없이 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법에 따르면, 계통 상태 데이터 수집 유닛(30)은 계통 상태 데이터를 지속적으로 수집하며 수집된 데이터는 별도로 제공되는 저장 공간에 저장된다.
이후 수집망(100)은 기 설정된 이벤트가 발생된 경우, 상기 기 설정된 이벤트 발생 시점 전후의 기 설정된 시간 동안 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 2 계통 상태 데이터와 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터를 제 2 전송속도로 관제센터(20)로 송신한다.
이때 수집망(100)은 상기 기 설정된 이벤트 발생 시점 전후의 기 설정된 시간을 제외한 시간 동안에는, 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터만을 제 1 전송속도로 관제센터(20)로 송신한다.
이를 통해 제 2 계통 상태 수집 유닛에서 생성된 큰 용량의 데이터를 상시적으로 관제센터(20)로 송신함으로써 발생할 수 있는 고가의 통신 비용을 줄일 수 있다.
본 발명의 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템(10)은 기 설정된 이벤트 발생 시 수집망(100)을 통해 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛으로부터 생성된 제 2 계통 상태 데이터를 관제 센터(20)로 전송하는데, 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛은 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에 비해 보다 방대한 양의 계통 상태 데이터를 생성한다.
도 2는 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛인 PMU/μPMU(micro-PMU)와 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛인 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에서 생성되는 데이터를 비교한 표이다.
도 2를 참조하면, PMU의 데이터 취득 주기는 초당 10 내지 120회이고, 전압의 크기와 위상각, 전류의 크기와 위상각 및 주파수와 관련된 데이터를 취득할 수 있으며, 3.36 내지 40.32kbps의 데이터 전송 속도가 요구된다.
또한, FRTU의 취득 주기는 2초당 1회이고, 상태정보, 유효전력, 무효전력 및 전압과 관련된 데이터를 취득할 수 있으며, 132bps의 데이터 전송 속도가 요구된다.
즉, PMU의 경우 데이터 취득 주기가 초당 10 내지 120회로, FRTU에 비해 월등히 높다. 그 결과 데이터를 전송하는데 요구되는 속도인 필요 전송 속도 역시 3.36 내지 40.32 kbps로 FRTU의 132 bps에 비해 높아야 한다.
따라서, 데이터 송신 속도가 느린 기존의 TRS 망으로는 PMU에 의해 생성된 데이터를 수용하기에 충분하지 않으므로 본 발명에서는 수집망(100)으로 TRS 망이 아닌 LTE 망을 사용함으로써 PMU에 의해 생성된 계통 상태 데이터를 관제센터(20)로 용이하게 송신할 수 있다.
PMU에서 초당 120회 샘플링을 한다고 가정했을 때 한달에 전송되는 데이터의 총량은 아래와 같다.
Figure 112020027995132-pat00001
이를 기가바이트[GB] 단위로 환산하면 약 13.45 GB가 된다. 큰 데이터 크기에서 알 수 있듯이 PMU는 GPS를 이용해 실시간으로 전류와 전압의 크기, 위상각, 주파수 등 전력계통의 다양한 상태 정보를 실시간으로 수집함으로써 FRTU에 비해 보다 상세한 계통 상태 정보를 알 수 있는 장점이 있다. 하지만 13.45 GB에 해당하는 데이터를 관제센터로 송신하기 위해서는 매우 높은 통신 비용을 지불해야 하는 문제가 발생한다.
도 3은 SKT LTE-M 기본 요금제의 데이터 제공량과 통신요금을 나타낸 표이다.
도 3을 참조하면, SKT LTE-M 50 요금제를 사용하여 월 13.45 GB의 데이터를 전송할 경우 월 310,520원의 통신비가 발생하는 것을 알 수 있다.
즉, LTE 망을 사용하여 PMU에서 생성된 계통 상태 데이터를 관제센터(20)로 실시간 송신할 경우 매달 약 31만원에 달하는 고가의 통신비용을 감당해야 한다.
이를 해결하기 위해 본 발명에서는 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한다.
선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법은 다음과 같다.
도 4는 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에서는 수집망(100)을 통해 관제센터(20)로 계통 상태 데이터를 송신할 때, 기 설정된 이벤트가 발생하면 상기 기 설정된 이벤트 발생 시점 전후의 기 설정된 시간 동안 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터와 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 2 계통 상태 데이터를 관제센터(20)로 제 2 전송 속도로 송신한다. 또한, 상기 기 설정된 이벤트 발생 시점 전후의 기 설정된 시간을 제외한 시간 동안에는 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터만을 상기 수집망(100)을 통해 관제센터(20)로 제 1 전송 속도로 송신한다.
이를 보다 자세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛과 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛을 포함한 계통 상태 데이터 수집 유닛(30)을 통해 계통 상태를 측정한 후 계통 상태 데이터를 생성한다(S100). 이때, 도 4에는 도시되지 않았으나 생성된 계통 상태 데이터는 별도의 저장 공간에 별도로 저장될 수 있다.
다음으로 기 설정된 이벤트가 발생하였는지 여부를 판단한다(S200). 여기서 기 설정된 이벤트는 배전 설비 계통으로부터의 고장 이벤트 또는 관제센터(20)로부터의 제 2 계통 상태 데이터 수집 명령 이벤트를 포함한다. 배전 설비 계통으로부터의 고장 이벤트는 단락 사고, 지락 사고 및 단선 사고를 포함한 사용자에 의해 설정된 사고 이벤트를 말한다.
만약 상기 기 설정된 이벤트가 발생하지 않는다면, 제 1 전송 속도로 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터만을 관제 센터로 송신한다(S210). 여기서 제 1 전송 속도는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에서 생성된 계통 상태 데이터를 전송하는데 요구되는 전송 속도일 수 있으며, 일반적으로 132bps가 이에 해당한다.
만약 상기 기 설정된 이벤트가 발생한다면, 상기 기 설정된 이벤트 발생 시점 전후의 기 설정된 기간 동안에는 제 1 계통 상태 데이터와 더불어 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 2 계통 상태 데이터를 제 2 전송 속도로 관제센터로 송신한다(S300).
여기서 기 설정된 기간은 상기 이벤트 발생 시점으로부터 제 1 기간 이전 및 상기 이벤트 발생 시점으로부터 제 2 기간 이후 사이의 기간의 합을 말한다. 기본적으로 제 1 기간은 30초로 설정되고, 제 2 기간은 5분으로 설정될 수 있다. 이는 일반적으로 배전 설비(40) 계통에 고장이 발생한 경우 5분 이내에 고장이 수리되기 때문이다. 다만, 사용자의 설정에 따라 제 2 기간은 5분이 아닌 다른 값으로 설정될 수 있으며, 제 1 기간 또한 사용자의 설정에 따라 변동될 수 있다.
예를 들어, 13시 30분 00초에 배전 설비(40) 계통에 고장이 발생하고, 제 1 기간은 30초로 설정되고, 제 2 기간은 5분으로 설정된 경우 수집망(100)은 13시 29분 30초부터 13시 35분 00초 사이에 생성된 계통 상태 데이터를 관제센터(20)로 전송한다.
S300 단계에서의 제 2 전송 속도는 PMU(Phasor Measurement Unit)에서 생성된 계통 상태 데이터를 전송하는데 요구되는 전송 속도일 수 있으며, 일반적으로 3.36kbps 내지 40.32kbps가 이에 해당한다. 보다 자세히 말하면, PMU에서 초당 10회 샘플링이 이루어지는 경우 제 2 전송 속도는 3.36kbps가 되며 초당 120회 샘플링이 이루어지는 경우 제 2 전송 속도는 40.32kbps가 된다.
S300단계 이후, 수집망(100)은 상기 이벤트가 발생된 후 상기 제 2 전송 속도로 계통 상태 데이터를 송신한 기간이 상기 제 2 기간을 초과하거나, 상기 고장 이벤트가 종료되거나, 상기 관제센터(20)로부터 제 2 계통 상태 데이터 수집 해제 명령 이벤트가 발생한 경우 다시 상기 제 1 전송 속도로 제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터만을 관제센터(20)로 송신한다(S400).
이를 통해 본 발명의 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템(10)은 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 많은 양의 데이터를 상시적으로 관제센터(20)로 송신할 때 발생할 수 있는 과도한 통신 비용을 절감할 수 있다.
이하에서는 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 통해 절감할 수 있는 통신 비용을 실시예를 통해 설명한다.
아래 식은 상기 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용할 경우 하나의 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 발생하는 월간 데이터 전송량을 계산한 식이다.
Figure 112020027995132-pat00002
일 평균 5회의 고장 이벤트가 발생하고, 제 1 기간이 30초이고, 제 2 기간이 5분이고, 초당 120회의 샘플링이 이루어진다고 가정할 경우 아래 식과 같이 하나의 제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서는 월간 257.8 [MB]의 데이터를 관제센터(20)로 전송한다.
Figure 112020027995132-pat00003
다음으로, 일 평균 5회의 고장 이벤트가 발생한다고 가정했을 때, 기 설정된 이벤트 발생 시 해당 이벤트 발생 시점 전후 기 설정된 기간 동안에는 제 2 전송 속도로 제 1 계통 상태 데이터와 제 2 계통 상태 데이터를 전송하고, 그 외의 기간에는 제 1 전송 속도로 제 1 계통 상태 데이터만을 전송했을 때의 월간 데이터 전송량은 약 301 MB가 되며 계산 식은 아래와 같다.
Figure 112020027995132-pat00004
이러한 결과는 기존 13.45 GB의 약 2.2%에 불과하며 월간 총 데이터 전송 비용은 10,193원으로, 기존 전체 데이터 전송비용인 310,520원 대비 96.7%의 감소율을 보인다.
도 5는 일별 고장 횟수에 따른 월간 통신 비용을 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 일별 279회 고장 발생 이하까지는 전체 데이터 전송 시 들어가는 통신 비용인 310,520원보다 적은 비용으로 계통 상태 데이터 송신이 가능하므로 통신 비용 절약 효과가 분명하다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 선택적 위상측정장치 데이터 전송 기법을 적용한 혼합 무선 네트워크 시스템(10)은 설비 제어 데이터를 송수신하는 제어망(200)과 계통 상태 데이터를 송신하는 수집망(100)을 분리하여 운영할 수 있다.
이때 수집망(100)은 평상시에는 FRTU에서 생성된 계통 상태 데이터만을 관제센터(20)로 전송하며, 배전 설비 계통의 고장 이벤트 발생 시에는 기 설정된 시간 동안 PMU에서 생성된 계통 상태 데이터를 함께 관제센터(20)로 전송한다. 이를 통해 고장 발생 시 보다 상세한 계통 상태 데이터를 획득할 수 있으며 동시에 PMU에서 생성된 계통 상태 데이터를 상시적으로 송신할 때 발생하는 과도한 통신비 역시 절감할 수 있다.
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
10: 혼합 무선 네트워크 시스템
20: 관제센터
30: 계통 상태 데이터 수집 유닛
40: 배전 설비
100: 수집망
200: 제어망

Claims (9)

  1. 계통 상태 데이터 수집 유닛으로부터 관제센터로 계통 상태 데이터를 송신하는 수집망; 및
    상기 수집망과는 별도로 분리되어 운영되며, 상기 관제센터와 각 배전 설비 간 설비 제어 데이터를 송수신하는 제어망을 포함하고,
    상기 계통 상태 데이터는:
    제 1 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 1 계통 상태 데이터; 및
    제 2 계통 상태 데이터 수집 유닛에서 생성된 제 2 계통 상태 데이터를 포함하고,
    상기 수집망은:
    제 1 전송 속도로 상기 제 1 계통 상태 데이터를 송신하되;
    기 설정된 이벤트 발생 시에는 상기 기 설정된 이벤트 발생 시점 전후의 기 설정된 기간 동안 제 2 전송 속도로 상기 제 1 계통 상태 데이터와 상기 제 2 계통 상태 데이터를 송신하는
    혼합 무선 네트워크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기 설정된 이벤트는:
    배전 설비 계통으로부터의 고장 이벤트; 및
    상기 관제센터로부터의 계통 상태 데이터 수집 명령 이벤트를 포함하는
    혼합 무선 네트워크 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기 설정된 기간은,
    상기 이벤트 발생 시점으로부터 제 1 기간 이전 및
    상기 이벤트 발생 시점으로부터 제 2 기간 이후 사이의 기간의 합인
    혼합 무선 네트워크 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수집망은,
    상기 기 설정된 이벤트 발생한 경우 상기 기 설정된 기간 동안 상기 제 2 전송 속도로 상기 제 1 계통 상태 데이터와 상기 제 2 계통 상태 데이터를 송신하되,
    상기 이벤트가 발생된 후 상기 제 2 전송 속도로 상기 계통 상태 데이터를 송신한 기간이 상기 제 2 기간을 초과하거나, 상기 고장 이벤트가 종료되거나, 상기 관제센터로부터 상기 제 2 계통 상태 데이터 수집 해제 명령 이벤트가 발생한 경우 다시 상기 제 1 전송 속도 상기 제 1 계통 상태 데이터만을 송신하는
    혼합 무선 네트워크 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 기간의 기본값은 30초로 설정되고,
    상기 제 2 기간의 기본값은 5분으로 설정되는
    혼합 무선 네트워크 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어망은 TRS(Trunked Radio System) 망을 이용하고,
    상기 수집망은 LTE(Long Term Evolution) 망을 이용하는
    혼합 무선 네트워크 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 전송 속도는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도이고,
    상기 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도는 132bps인
    혼합 무선 네트워크 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 전송 속도는, PMU(Phasor Measurement Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도이고,
    상기 PMU(Phasor Measurement Unit)에서 생성된 데이터를 전송하는데 필요한 전송 속도는 3.36kbps 내지 40.32kbps인
    혼합 무선 네트워크 시스템.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080035116A (ko) * 2006-10-18 2008-04-23 주식회사 세니온 배전 선로의 상을 자동적으로 검출하는 자동화 시스템 및방법
KR20080070397A (ko) * 2007-01-26 2008-07-30 명지대학교 산학협력단 배전자동화시스템에서 단말장치의 고장표시 생성방법
KR20110123413A (ko) * 2010-05-07 2011-11-15 한국원자력연구원 원자력발전소 계측제어계통에서 심층방호 및 다양성을 고려한 사이버 보안에 대응한 통신망 시스템 및 구성 방법
KR101197576B1 (ko) * 2011-08-17 2012-11-06 한국전기연구원 전력계통에서 실시간 측정신호를 이용한 온라인 지능형 고장파급방지 방법 및 시스템
KR20180066737A (ko) 2016-12-09 2018-06-19 한전케이디엔주식회사 Ip 기반 보안 방식이 적용된 배전지능화시스템
KR102014427B1 (ko) * 2015-07-07 2019-08-26 엘에스산전 주식회사 전력 망 모니터링 시스템 및 그 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080035116A (ko) * 2006-10-18 2008-04-23 주식회사 세니온 배전 선로의 상을 자동적으로 검출하는 자동화 시스템 및방법
KR20080070397A (ko) * 2007-01-26 2008-07-30 명지대학교 산학협력단 배전자동화시스템에서 단말장치의 고장표시 생성방법
KR20110123413A (ko) * 2010-05-07 2011-11-15 한국원자력연구원 원자력발전소 계측제어계통에서 심층방호 및 다양성을 고려한 사이버 보안에 대응한 통신망 시스템 및 구성 방법
KR101197576B1 (ko) * 2011-08-17 2012-11-06 한국전기연구원 전력계통에서 실시간 측정신호를 이용한 온라인 지능형 고장파급방지 방법 및 시스템
KR102014427B1 (ko) * 2015-07-07 2019-08-26 엘에스산전 주식회사 전력 망 모니터링 시스템 및 그 방법
KR20180066737A (ko) 2016-12-09 2018-06-19 한전케이디엔주식회사 Ip 기반 보안 방식이 적용된 배전지능화시스템

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