KR102388532B1 - 증강현실과 gis를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템 - Google Patents

증강현실과 gis를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수용가의 전력 사용량을 기초로하여 주상 전압기에 인가되는 부하를 증강현실을 이용하여 시각적으로 확인 하는 시스템으로서, 배전용 변전소, 주상 변압기 및 수용가에 이르는 전력 계통 정보를 제공하는 전력 GIS 제공부; 수용가의 전력 사용량을 수집하는 전력 사용량 수집부; 상기 전력 사용량 수집부에서 수집된 각 수용가의 전력 사용량을 상기 GIS 제공부에서 제공하는 전력 GIS 정보에 대입하여, 선택된 특정 수용가에 인접하여 배치된 주상 변압기에 인가되는 부하를 계산하는 부하 산출부; 및 상기 부하 산출부에서 계산된 특정 수용가의 인접한 주상 변압기에 인가되는 부하를 사용자 단말에서 촬영되는 실제 주상 변압기의 영상에 시각적으로 표시하는 증강 현실 표시부를 포함하는 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템{SYSTEM FOR MONITORING POWER USAGE USING AUGMENTED REALITY AND GIS}
본 발명은 전력 사용량 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 GIS 정보에 증강현실을 적용하여 전력 사용량을 시각적으로 확인할 수 있게 하는 시스템에 관한 것이다.
국가 경제 성장 및 국민 생활 수준의 향상에 따라 사용의 편리성과 국가 경제 성장의 동력인 전력 소비는 지속적으로 증가하고 있으며, 전력 수요의 증대는 전력 계통을 복잡화, 다양화, 대용화하고 있다. 그러나, 2003년도북미 지역 및 유럽 등지에서 발생한 대규모 정전 사고는 전력 계통에 대한 자료 취득 및 감시 제어 시스템의 취약성에 기인하여 초기 소규모 사고를 신속하게 감지, 대응하지 못해 전체 전력 계통으로 파급 확산된 결과로, 이로 인해 에너지 관리 시스템에서의 전력 계통에 대한 전반적인 운영 상태 자료 취득과 계통 해석 및 원격 감지 제어에 대한 중요성이 부각되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-2014427호 공고일자 2019년08월26일
본 발명은 GIS 정보에 증강현실을 적용하여 전력 사용량을 시각적으로 확인할 수 있게 하는 시스템의 제공을 목적으로 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템은, 수용가의 전력 사용량을 기초로하여 주상 전압기에 인가되는 부하를 증강현실을 이용하여 시각적으로 확인 하는 시스템으로서, 배전용 변전소, 주상 변압기 및 수용가에 이르는 전력 계통 정보를 제공하는 전력 GIS 제공부; 수용가의 전력 사용량을 수집하는 전력 사용량 수집부; 상기 전력 사용량 수집부에서 수집된 각 수용가의 전력 사용량을 상기 GIS 제공부에서 제공하는 전력 GIS 정보에 대입하여, 선택된 특정 수용가에 인접하여 배치된 주상 변압기에 인가되는 부하를 계산하는 부하 산출부; 및 상기 부하 산출부에서 계산된 특정 수용가의 인접한 주상 변압기에 인가되는 부하를 사용자 단말에서 촬영되는 실제 주상 변압기의 영상에 시각적으로 표시하는 증강 현실 표시부를 포함한다.
이때, 상기 증강 현실 표시부는, 상기 사용자 단말의 위치를 수신하는 위치 확인 모듈; 상기 부하 산출부로부터 상기 사용자 단말의 위치와 인접한 주상 변압기의 부하 정보를 수신하는 부하 확인 모듈; 및 상기 사용자 단말에서 촬영되는 영상에서 주상 변압기를 식별하고, 식별된 주상 변압기에 상기 부하 정보를 오버 레이 방식으로 표시하는 시각화 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치 확인 모듈은, 상기 사용자 단말의 위치에 인접한 주상 변압기가 다수인 경우, 상기 사용자 단말로부터 촬영하는 영상의 방향을 더 수신하고, 상기 시각화 모듈은, 상기 사용자 단말이 촬영하는 방향에 위치한 주상 변압기의 부하 정보를 표시할 수 있다.
한편, 상기 시각화 모듈은, 상기 사용자 단말에서 애플리케이션 형태로 구동되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 시각화 모듈은, 상기 사용자 단말이 촬영하는 방향에 위치한 주상 변압기의 부하 정보가 과부하에 해당하면, 온도에 대응되는 색상으로 상기 부하 정보를 실제 촬영되는 변압기의 영상에 오버레이 하여 표시할 수 있다.
본 발명에 따른 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템에 의하면, 적외선 영상 장비를 사용하지 않아도 주상 변압기의 상태를 모니터링 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2는 전력 사용량 수집부의 전력 사용량 수집을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 증강 현실 표시부에서 이루어지는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 사용자 단말로 주상 변압기를 촬영하는 것을 설명한다.
도 5는 사용자 단말에 촬영되는 주상 변압기의 부하 정보가 오버레이 되어 표시되는 것을 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템의 블록도이고, 도 2는 전력 사용량 수집부의 전력 사용량 수집을 모식적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 증강 현실 표시부에서 이루어지는 과정을 설명하는 도면이고, 도 4는 사용자 단말로 주상 변압기를 촬영하는 것을 설명하는 도면이고, 도 5는 사용자 단말에 촬영되는 주상 변압기의 부하 정보가 오버레이 되어 표시되는 것을 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면 본 발명에 따른 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템(1000)은 수용가의 전력 사용량을 기초로하여 주상 전압기에 인가되는 부하를 증강현실을 이용하여 시각적으로 확인 하는 시스템으로서, 전력 GIS 제공부(100), 전력 사용량 수집부(200), 부하 산출부(300) 및 증강 현실 표시부(400)를 포함한다.
전력 GIS 제공부(100)는 배전용 변전소, 주상 변압기 및 수용가에 이르는 전력 계통 정보를 제공한다. 지도 정보에 배전용 변전소, 주상 변압기 및 수용가에 이르는 전력 계통 정보를 표시하며, 특히 전신주에 배치되는 최종 수용가용 주상 변압기의 위치를 제공한다.
전력 사용량 수집부(200)는 수용가의 전력 사용량을 수집한다. 전력 사용량 수집부(200)는 각 수용가에 배치되는 전력량계(210)로부터 무선 또는 유선 방식으로 수용가의 실시간 전력 소비량을 수신한다.
전력 사용량 수집부(200)는 전력 GIS 제공부(100)에서 제공하는 전력 계통 정보를 참조하며, 특히 최종 수용가용 주상 변압기와 연결된 수용가 단위로 전력 소비량을 합산하는 것이 바람직하다.
부하 산출부(300)는 전력 사용량 수집부(200)에서 수집된 각 수용가의 전력 사용량을 GIS 제공부(100)에서 제공하는 전력 계통 정보에 대입하여 선택된 특정 수용가에 인접하여 배치된 주상 변압기에 인가되는 부하를 계산한다.
실시자에 따라서는 전력 사용량 수집부(200)와 부하 산출부(300)를 통합된 형태로 구현할 수도 있다. 다만 전력 사용량 수집부(200)는 전력 공급자 관할인 경우가 많으므로 관리 주체에 따라 부하 산출부(300)를 별도의 구성으로 분리하여 실시할 수 있다.
증강 현실 표시부(400)는 부하 산출부(300)에서 계산된 특정 수용가의 인접한 주상 변압기에 인가되는 부하를 사용자 단말(M)에서 촬영되는 실제 주상 변압기(T)의 영상에 시각적으로 표시한다.
사용자 단말(M)은 스마트폰과 같은 범용 정보 통신 단말기이다. 사용자 단말(M)은 스마트폰에 한정되는 것은 아니며, 위치 확인을 위한 GPS 모듈, 카메라 모듈, 통신을 수행하는 모듈, 프로그램 구동이 가능한 정보 기기이면 어느 것이던 본 발명에서 설명되는 사용자 단말(M)로 사용될 될 수 있다.
일 실시 형태에 따르면 증강 현실 표시부(400)는 위치 확인 모듈(410), 부하 확인 모듈(420) 및 시각화 모듈(430)을 포함한다.
위치 확인 모듈(410)은 사용자 단말(M)의 위치를 수신한다. 사용자 단말(M)이 애플리케이션 형태로 구현되는 시각화 모듈(430)을 구동하면, 사용자 단말(M)의 GPS모듈을 통해 현재 사용자 단말의 위치를 위치 확인 모듈(410)로 송신한다.
부하 확인 모듈(420)은 부하 산출부(300)로부터 사용자 단말(M)의 위치와 인접한 주상 변압기(T)의 부하 정보를 수신한다.
시각화 모듈(430)은 사용자 단말에서 촬영되는 영상에서 주상 변압기(T)를 식별하고, 식별된 주상 변압기(T)에 부하 정보를 오버 레이 방식으로 표시한다.
위치 확인 모듈(410)은 사용자 단말(M)의 위치에 인접한 주상 변압기가 다수인 경우, 사용자 단말(M)로부터 촬영하는 영상의 방향을 더 수신한다. 사용자 단말(M)이 지자기 인식 센서를 포함한 경우 본 기능이 수행될 수 있다. 시각화 모듈(410)은 사용자 단말(M)이 촬영하는 방향에 위치한 주상 변압기(T)의 부하 정보를 표시한다.
구체적으로 시각화 모듈(410)은 사용자 단말(M)이 촬영하는 방향에 위치한 주상 변압기(T)의 부하 정보가 과부하에 해당하면, 온도에 대응되는 색상으로 부하 정보를 실제 촬영되는 변압기의 영상에 오버레이 하여 표시할 수 있다.
도 5는 시각화 모듈(410)의 표시 형태 가운데 하나로서, 주상 변압기(T)의 부하 정보가 과부하에 해당면, 현재 기온 및 부하량에 따른 예상 온도를 시뮬레이션 하여 온도 정보를 시각화된 형태로 표시한다.
증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템(1000)에 의하면 사용자는 사용자 단말(M)로 주상 변압기(T)를 촬영하는 것 만으로, 해당 주상 변압기(T)가 어떤 상태인지를 쉽게 확인할 수 있다.
도 2를 참조하면 전력 사용량 수집부(200)는 각 수용가에 배치되는 전력량계(210)로부터 무선 또는 유선 방식으로 수용가의 실시간 전력 소비량을 수신하는 것으로 도시되어 있는데, 현실 여건상 모든 수용가에 전력 사용량 수집부(200)와 연결되는 전력량계(210)를 설치할 수는 없다. 즉, 모든 모든 수용가에 전력 사용량 수집부(200)와 연결되는 전력량계(210)가 배치된다면, 상황실과 같은 곳에서 일괄로 각 주상 변압기(T)의 상태를 모니터링 할 수 있으므로 현장에서 증강 현실 방식으로 주상 변압기(T)를 확인할 필요도 없다.
전력 사용량 수집부(200)는 전력량계(210)의 배치 문제점을 해결하기 위하여 부하 시뮬레이션 모듈(미도시) 및 주상 변압기(T)의 실측 온도를 수신하는 온도 측정 모듈(미도시)을 더 포함한다.
현장의 작업자가 적외선 측정기 등으로 전력량계(210-1, .. 200-N)가 배치된 수용가와 연결된 주상 변압기(T)의 온도를 측정한다. 측정된 온도는 온도 측정 모듈(미도시)로 전송된다.
부하 시뮬레이션 모듈(미도시)은 전력량계(210-1, .. 200-N)가 배치된 수용가와 연결된 주상 변압기(T)의 전력 공급량(즉, 전력량계(210-1),,, (전력량계 20-n)의 합) 대비 실측 온도를 기초로하여 전력 공급량과 주상 변압기의 실측 온도와의 관계를 생성한다. 이때, 부하 시뮬레이션 모듈(미도시)은 주상 변압기(T)의 실측 온도에 기압, 습도, 바람, 그늘짐 여부를 고려하여 전력 공급량과 주상 변압기의 실측 온도와의 관계를 학습한다. 부하 시뮬레이션 모듈은 머신 러닝 방식에 의해 부하 전력과 온도와의 관계를 정확하게 추정할 수 있다.
현장의 작업자가 적외선 측정기 등으로 전력량계가 배치되지 않은 수용가와 연결된 주상 변압기(T', 도면에는 T'이 도시되어 있지 않으나 도 2의 주상 변압기와 구분하기 위해 T'으로 설명하기로 함)의 온도를 측정하면, 부하 시뮬레이션 모듈(미도시)은 측정된 온도를 참조하여 주상 변압기(T')의 전력 부하 정보를 예상할 수 있다.
이와 같은 원리로, 소수의 주상 변압기(T)를 통해 다수의 주상 변압기(T')의 상태를 모니터링 할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1000 : 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템
100 : 전력 GIS 제공부
200 : 전력 사용량 수집부
300 : 부하 산출부
400 : 증강 현실 표시부
M : 사용자 단말 T : 주상 변압기

Claims (5)

  1. 수용가의 전력 사용량을 기초로하여 주상 전압기에 인가되는 부하를 증강현실을 이용하여 시각적으로 확인 하는 시스템으로서,
    배전용 변전소, 주상 변압기 및 수용가에 이르는 전력 계통 정보를 제공하는 전력 GIS 제공부;
    수용가의 전력 사용량을 수집하는 전력 사용량 수집부;
    상기 전력 사용량 수집부에서 수집된 각 수용가의 전력 사용량을 상기 전력 GIS 제공부에서 제공하는 전력 계통 정보에 대입하여, 선택된 특정 수용가에 인접하여 배치된 주상 변압기에 인가되는 부하를 계산하는 부하 산출부; 및
    상기 부하 산출부에서 계산된 특정 수용가의 인접한 주상 변압기에 인가되는 부하를 사용자 단말에서 촬영되는 실제 주상 변압기의 영상에 시각적으로 표시하는 증강 현실 표시부를 포함하고,
    상기 증강 현실 표시부는,
    상기 사용자 단말의 위치를 수신하는 위치 확인 모듈;
    상기 부하 산출부로부터 상기 사용자 단말의 위치와 인접한 주상 변압기의 부하 정보를 수신하는 부하 확인 모듈; 및
    상기 사용자 단말에서 촬영되는 영상에서 주상 변압기를 식별하고, 식별된 주상 변압기에 상기 부하 정보를 오버 레이 방식으로 표시하는 시각화 모듈을 포함하고,
    상기 위치 확인 모듈은,
    상기 사용자 단말의 위치에 인접한 주상 변압기가 다수인 경우, 상기 사용자 단말로부터 촬영하는 영상의 방향을 더 수신하고,
    상기 시각화 모듈은,
    상기 사용자 단말이 촬영하는 방향에 위치한 주상 변압기의 부하 정보를 표시하고,
    상기 시각화 모듈은,
    상기 사용자 단말에서 애플리케이션 형태로 구동되고,
    상기 시각화 모듈은,
    상기 사용자 단말이 촬영하는 방향에 위치한 주상 변압기의 부하 정보가 과부하에 해당하면, 온도에 대응되는 색상으로 상기 부하 정보를 실제 촬영되는 변압기의 영상에 오버레이 하여 표시하는 것을 특징으로 하는 증강현실과 GIS를 이용한 전력 사용량 모니터링 시스템.
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