KR102444528B1 - AC/DC 겸용 IoT 미터 - Google Patents

AC/DC 겸용 IoT 미터 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 배전 계통(1)에 연결되어 전력설비의 전압, 전류를 측정하는 AC/DC 겸용 IoT 미터(2)는, AC/DC 전압을 계측하는 전압 센서(100); AC/DC 전류을 계측하는 전류 센서(200); 연결된 상기 배전 계통(1)의 AC/DC 여부를 판단하는 판단 검출부(300); 상기 판단 검출부(300)에서 AC/DC 여부를 판단한 결과에 따라 AC 측정 또는 DC 측정 모드로 변경하는 모드 변경부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

AC/DC 겸용 IoT 미터 {IoT Meter for AC / DC Compatible}
본 발명은 전류, 전압을 AC/DC 겸용으로 계측할 수 있는 IoT 미터에 관한 것이다.
일반적으로 수배전반 또는 제어패널에는 공급되는 전원 또는 전류를 표시하는 전류 전압 미터기가 설치된다.
이러한 전류 전압 미터기는 공급되는 전원 또는 전류를 측정하고 측정된 전류를 디스플레이에 표시하여 외부에서 전류 또는 전압을 용이하게 파악할 수 있다.
한편, 종래의 전류 전압 미터기는 내부가 빈 하우징에 전류 또는 전압을 측정하는 회로기판이 설치되고, 하우징의 하부에는 측정을 수행할 기구들과 전기적으로 접속되는 접속단자가 설치되며, 회로기판에는 레벨미터 또는 디스플레이가 설치되어 측정된 전압 또는 전류를 표시하도록 구성된다.
한편, 한국등록특허공보 제10-1898685호에는 '전류 또는 전압을 측정하는 회로가 형성된 회로기판, 상기 회로기판의 끝단에 상기 회로기판과 직교 되도록 설치되어 측정되는 전류 또는 전압을 표시하는 디스플레이, 상기 회로기판의 끝단이 끼워져 고정되는 기판고정부와 상기 기판고정부의 반대방향에 형성되는 단자고정부를 포함하는 단자하우징, 상기 단자고정부에 삽입되어 상기 기판고정부에 고정된 회로기판과 전기적으로 접속되는 접속단자, 상기 회로기판을 감싸 보호하도록 상기 회로기판이 내주에 삽입되고, 상기 단자하우징에 의해 일단이 밀폐되는 기판하우징, 상기 단자하우징의 타단을 밀폐하도록 상기 단자하우징의 타단에 설치되며 상기 디스플레이가 노출되는 노출공이 형성된 이너캡, 및 상기 이너캡이 내부에 삽입되어 상기 이너캡에서 노출되는 상기 디스플레이가 투과되어 보이며 상기 디스플레이를 보호하는 보호캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 전압 미터기'를 개시하고 있다.
하지만 전류, 전압 측정 시 AC와 DC를 사용자가 직접 구분하여 AC 또는 DC용 미터로 동작하도록 설정해야하며, 전력설비의 전원에 적합하도록 각각 다른 전력 미터기를 사용해야하는 불편함이 있다.
KR 10-2018-0027738 A KR 10-1898685 B1 KR 10-0460722 B1 US 006448753 B1
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, AC/DC 배전 계통에 연결된 Shunt나 CT(Current Transformer)와 같은 하나의 전류센서에서 계측된 전력선비의 전원에 따라 미터가 AC/DC 판단 검출부를 이용해 스스로 전원을 판단하고 AC 또는 DC용 미터로 동작하는 AC/DC 겸용 IoT 미터를 제공함에 있다.
상기의 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 배전 계통(1)에 연결되어 전력설비의 전압, 전류를 측정하는 AC/DC 겸용 IoT 미터(2)는, AC/DC 전압을 계측하는 전압 센서(100); AC/DC 전류을 계측하는 전류 센서(200); 연결된 상기 배전 계통(1)의 AC/DC 여부를 판단하는 판단 검출부(300); 상기 판단 검출부(300)에서 AC/DC 여부를 판단한 결과에 따라 AC 측정 또는 DC 측정 모드로 변경하는 모드 변경부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래의 AC용 IoT 미터의 특징 및 장점을 그대로 가지고 동작할 뿐만 아니라 별도의 변경 없이 즉시 DC 계량이 가능하고, 보안 알고리즘을 적용하여 검침 데이터 및 고객 정보를 보호하며, 양방향 통신이 가능하다는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터의 구성블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터 판단 검출부의 내부 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터 판단 검출부의 동작 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터 판단 검출부의 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터가 데이터 중복 검침과 누락을 방지하는 LP데이터 검침 방법의 구현 과정 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터가 또 다른 실시예에 따른 데이터 중복 검침과 누락을 방지하는 LP데이터 검침 방법의 구현 과정 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터의 오차보정부가 적용된 일 실시예를 도시한 블록도이다.
이하에서 설명되는 실시양태의 상세 사항을 다루기 전에, 몇몇 용어를 정의하거나 또는 명확히 하기로 한다.
LP 데이터란 Load Profile의 데이터란 의미로 전기 부하와 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프를 뜻하며, 고객 유형, 온도 및 휴가 시즌 등에 따라 다른 형태를 갖는다.
본 발명에 따른 배전 계통(1)에 연결되어 전력설비의 전압, 전류를 측정하는 AC/DC 겸용 IoT 미터(2)는, AC/DC 전압을 계측하는 전압 센서(100); AC/DC 전류을 계측하는 전류 센서(200); 연결된 상기 배전 계통(1)의 AC/DC 여부를 판단하는 판단 검출부(300); 상기 판단 검출부(300)에서 AC/DC 여부를 판단한 결과에 따라 AC 측정 또는 DC 측정 모드로 변경하는 모드 변경부(400)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다음은 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 판단 검출부(300)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
전자방해(EMI)필터의 출력부에 연결된 정류부의 일단에 연결된 DC차단부(20)의 제1a 콘덴서(C1A)(21) 및 제1b콘덴서(C1B)(22)와, 상기 DC차단부(20)에 연결된 AC고압분압부(30)의 제1 저항 (R1)(31) 및 제2 저항(R2)(32)와, 상기 AC고압분압부(30)에 연결된 AC/DC변환부(40)의 제1 다이오드(D1)(41) 및 제2 콘덴서(C2)(42)와, 상기 AC/DC변환부(40)에 연결된 체터링제거부(50)의 제1 집적회로(U1A)(51) 및 제2 집적회로(U1B)(52)와, 상기 체터링제거부(50)의 제2 집적회로(U1B)(52)에 연결된 초기동작제한부(60)의 제3 저항(R3)(61) 및 제3 콘덴서(C3)(62)와, 상기 초기동작제한부(60)에 연결된 DC절환 릴레이구동부(70)의 트랜지스터(Q2)(70)와, 상기 DC절환릴레이구동부(70)에 연결된 DC절환 릴레이 구동코일(80)과, 상기 릴레이 구동코일(80)의 구동에 의하여 온/오프(ON/OFF)되는 릴레이접점(81)과, 상기 체터링제거부(50)의 제1 집적회로(U1A)(51)에 연결되어 역를보정회로(PFC)를 제어하는 역률보정회로(PFC)제어부(10)와, DC/DC트랜스포머(90)에 연결되어 출력동작을 제어하는 출력동작 온/오프(ON/OFF) 스위치(91)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 동작은, AC전원일 때는 제1a 콘덴서(C1A)(21),제1b콘덴서(C1B)(22)을 통해 AC전원이 도통하고 고전압을 제1 저항(R1)(31), 제2 저항(R2)(32)를 집적회로(IC)에 손상이 가지 않는 저전압으로 분압된다. 분압된 전압은 제1 다이오드(D1)(41),제2 콘덴서(C2)(42)를 통해 정류되어 DC전압으로 변환된다. 채터링제거집적회로의 제2 집적회로(U1B)(52)에 전압이 나타나면 채터링제거집적회로의 제2 집적회로(U1B)(52)의 출력이 'L'이 되어 트랜지스터(Q2)(70)를 오프(OFF)시킨다. 따라서 릴레이구동코일(80)은 동작하지 않는다.
또한 채터링제거집적회로의 제1 집적회로(U1A)(51)의 출력도 'L'이 되어 역률보정회로(PFC)(AC/DC)제어기(10)가 정상동작 한다.
DC전원일 때는 제1a 콘덴서(C1A)(21) 및 제1b 콘덴서(C1B)(22)를 통해 DC전원이 도통하지 못하기 때문에 제1 저항(R1)(31), 제2 저항(R2)(32)에 걸리는 전압도 없다. 따라서 채터링제거집적회로의 제1 집적회로(U1A)(51), 제2 집적회로(U1B)(52)의 입력이 'L'이 되고 출력전압은 'H'가 된다. 채터링제거집적회로의 제2 집적회로(U1B)(52)의 출력이 'H'이면 트랜지스터(Q2)(70)가 도통하여 릴레이구동코일(80)이 동작하여 릴레이접점(81)이 온(ON)상태로 된다. 또한 채터링제거집적회로의 제1 집적회로(U1A)(51)의 출력도 'H'가 되어 역률보정회로(PFC)(AC/DC)제어기(10)가 동작하지 않는다.
초기동작제한부(60)의 제 3저항(R3)(61) 및 제3 콘덴서(C3)(62)의 동작은 초기에 제2 콘덴서(C2)(42)의 전압이 'L'이기 때문에 채터링제거집적회로의 제2 집적회로(U1B)(52)의 출력이 H'가 되어 트랜지스터(Q2)(70)가 온(ON)되어 릴레이구동코일(80)이 오동작할 수 있다. 이에 대하여 제3 저항(R3)(61) 및 제3콘덴서(C3)(62)는 채터링제거집적회로의 제2 집적회로(U1B)(52)의 출력을 적분하여 순간적인 릴레이구동코일(80)의 동작을 제한한다. 릴레이구동코일(80)이 동작하면 릴레이접점(81)이 온(ON)상태로 되고 역률보정회로(PFC)구동소자인 인덕터(11), 모스펫(MOSFET)(12), 제2 다이오드(D2)(13)가 제거되어 입력의 DC전원이 역률보정회로를 거치지 않고 후단의 DC/DC 트랜스포머(90)에 공급된다.
또한 스위치(SW)(91)를 온(ON)하면 후단의 DC/DC트랜스포머(90)의 출력이 오프(OFF) 된다. 상기 스위치(91)가 온(ON)되면 AC 및 DC 겸용 서버전원 장치에 공급된 DC전원을 제거하여 입력 커넥터 또는 스위치의 소손이 방지 된다.
이상 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 D/C전원 및 A/C전원 입력시 역률보정회로(AC/DC)제어기(10) 및 릴레이(80,81)의 동작 과정에 대해 상세히 알아 보았다.
본 발명에 따르면, DC전원공급을 공급할 때 RELAY(80, 81)가 동작하지 않으면, 인덕터(11)의 동손, 모스펫(MOSFET)(12)의 스위칭 손실, 제2 다이오드(D2)(13)의 순방향 전압강하 손실이 발생하는데, 본 발명에 따른 판단 검출부(300)의 AC전원 및 DC전원 판단회로를 통해 DC전원 공급시 릴레이(80, 81)가 동작함으로써 여러 가지 손실이 제거되어 전원장치의 효율을 높일 수 있다.
다음은 본 발명에 따른 AC/DC 겸용 IoT 미터가 더 포함할 수 있는 데이터 처리부(500)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
상기 전압 센서(100) 및 상기 전류 센서(200)가 측정한 상기 전력설비의 전압, 전류 데이터를 통해 사용한 유효 및 무효전력량, 최대수요전력 계량 및 역률을 계산하는 데이터 처리부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 데이터 처리부(500)에서 계산한 데이터를 저장하는 데이터 저장부(600)를 더 포함할 수 있으며, 상기 데이터 처리부(500)에서 계산한 데이터를 검침 서버 또는 사용자의 스마트폰으로 전송하는 통신부(700)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 데이터 처리부(500)는 LP 데이터 및 시간대별 계량을 측정하는 것을 특징으로 한다.
도 6 내지 도 7을 참조하여 LP 데이터의 데이터 중복 검침과 누락을 방지하는 방법에 대해 좀 더 상세히 설명하자면, 검침서버가 데이터 처리부(500)를 통해 측정되어 제1고유주소에 대응하여 저장된 LP(Load Profile)데이터를 수집하는 단계, 검침서버가 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하는지 판단하는 단계 및 검침서버가 수집한 LP데이터를 저장하는 단계를 포함하되, 제2고유주소는 가장 최근에 검침서버에 기저장된 LP데이터에 대응하는 것임을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터를 서로 다른 고유주소에 저장하고, 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소와 최종적으로 수집한 LP데이터가 저장된 고유주소를 비교함으로써, 이미 수집한 LP데이터에 대한 중복검침을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 중복 검침과 누락을 방지하는 LP데이터 검침 방법의 구현 과정을 살펴보면, 먼저 검침서버가 데이터 처리부(500)를 통해 측정되어 제1고유주소에 대응하여 저장된 LP(Load Profile)데이터를 수집한다(S10). 이 때 제1고유주소란 데이터 처리부(500)를 통해 가장 최근에 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소를 의미한다.
본 실시예는 데이터 처리부(500)를 통해서 LP데이터가 측정될 때, 이전에 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소의 다음 고유주소에 새로 측정된 LP데이터가 저장되고, 다음 고유주소란 이전 고유주소보다 기준치만큼 증가된 고유주소를 의미한다.
즉, 본 실시예에서는 새로운 LP데이터가 측정될 때마다 고유주소가 기준치만큼 증가된 주소에 LP데이터가 저장되며, LP데이터를 측정하는 주기와 고유주소가 증가된 양을 나타내는 기준치는 자유롭게 설정 가능하다.
예외적인 경우를 제외하면 검침서버는 데이터 처리부(500)에서 LP데이터를 측정하는 주기와 동일한 주기로 측정된 LP데이터를 수집하기 때문에, 데이터 처리부(500)를 통해 LP데이터가 측정되면 해당 주기에 측정된 LP데이터를 먼저 수집한다.
다음으로 검침서버는 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하는지 판단한다(S20). 이 때 제2고유주소란 가장 최근에 검침서버에 기저장된 LP데이터에 대응하는 데이터 처리부(500)의 고유주소를 의미한다.
이러한 판단은 통신장애 등의 예외적인 상황 발생으로 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터 중에서 검침서버가 수집하여 저장하지 못한 LP데이터가 존재하는지를 확인하기 위함이다.
본 실시예에서는 이전에 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소의 다음 고유주소에 측정된 LP데이터가 저장되기 때문에, 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소라는 것은 저장된 LP데이터의 측정 주기가 한 주기 차이난다는 것을 의미한다.
따라서 가장 최근에 검침서버에 기저장된 LP데이터에 대응하는 데이터 처리부(500)의 고유주소인 제2고유주소가 제1고유주소의 이전 고유주소에 해당하면 가장 최근에 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터 이전에 측정된 LP데이터는 검침서버에서 모두 수집하여 저장한 것을 의미한다.
반면 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하지 않으면, 검침서버는 제2고유주소의 다음 고유주소부터 제1고유주소의 이전 고유주소까지의 각 고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 데이터 처리부(500)로부터 수집한다(S22).
제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하지 않는다는 것은 통신장애 등으로 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터 일부를 검침서버가 수집하여 저장하지 못한 것을 의미한다.
따라서 제2고유주소까지 저장된 LP데이터에 대한 수집은 정상적으로 완료되었으므로 제2고유주소의 다음 고유주소(제2고유주소+기준치)부터 LP데이터를 수집하고, 제1고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터는 전술한 단계(S10)에서 수집하였기 때문에 제1고유주소의 이전 고유주소(제1고유주소-기준치)까지의 각 고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 수집한다.
다음으로 검침서버는 수집한 LP데이터를 저장한다(S30).
특히 본 실시예에서 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소인지에 따라서 검침서버가 수집하는 LP데이터가 달라지기 때문에, 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소인 경우에는 제1고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 저장하고, 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하지 않으면 제2고유주소의 다음 고유주소부터 제1고유주소의 이전 고유주소까지의 각 고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 추가로 더 수집하여 저장한다.
본 실시예에 따르면, 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터를 서로 다른 고유주소에 저장하고, 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소와 최종적으로 수집한 LP데이터가 저장된 고유주소를 비교함으로써, 이미 수집한 LP데이터에 대한 중복검침을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예는, 고유주소의 비교를 통해서 누락된 고유주소에 저장된 LP데이터를 수집함으로써, LP데이터 누락을 방지할 수 있다.
도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 중복 검침과 누락을 방지하는 LP데이터 검침 방법의 구현 과정을 살펴보면, 먼저 검침서버는 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP(Load Profile)데이터가 저장된 제1고유주소를 입력받는다(S110). 이 때 제1고유주소란 데이터 처리부(500)를 통해 가장 최근에 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소를 의미한다.
본 실시예에는 데이터 처리부(500)를 통해서 LP데이터가 측정될 때, 이전에 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소의 다음 고유주소에 새로 측정된 LP데이터가 저장되고, 다음 고유주소란 이전 고유주소보다 기준치만큼 증가된 고유주소를 의미한다.
즉, 본 실시예에서는 새로운 LP데이터가 측정될 때마다 고유주소가 기준치만큼 증가된 주소에 LP데이터가 저장되며, LP데이터를 측정하는 주기와 고유주소가 증가된 양을 나타내는 기준치는 자유롭게 설정 가능하다.
그리고 검침서버는 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하는지 판단한다(S120). 이 때 제2고유주소란 가장 최근에 검침서버에 기저장된 LP데이터에 대응하는 데이터 처리부(500)의 고유주소를 의미한다.
이러한 판단은 가장 최근에 측정된 LP데이터를 수집하기 전에, 이전에 측정된 LP데이터를 모두 수집하여 저장하였는지 확인하기 위함이다.
본 실시예에서는 이전에 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소의 다음 고유주소에 새로 측정된 LP데이터가 저장되기 때문에, 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소라는 것은 저장된 LP데이터의 측정 주기가 한 주기 차이난다는 것을 의미한다.
따라서 가장 최근에 검침서버에 기저장된 LP데이터에 대응하는 데이터 처리부(500)의 고유주소인 제2고유주소가 제1고유주소의 이전 고유주소이면, 가장 최근에 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터 이외에 이전에 측정된 LP데이터는 검침서버에서 모두 수집하여 저장한 것을 의미한다.
따라서 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하면 검침서버는 제1고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 데이터 처리부(500)로부터 수집한다(S130).
즉, 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하는 경우에는 데이터 처리부(500)를 통해 가장 최근에 측정된 LP데이터만을 수집함으로써, 중복없이 필요한 LP데이터만을 수집할 수 있다.
반면 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하지 않으면, 검침서버는 제2고유주소의 다음 고유 주소부터 제1고유주소까지의 각 고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 수집한다(S122).
제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하지 않는다는 것은 제2고유주소 다음에 다른 고유주소가 존재하는 것이므로 통신장애 등으로 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터 일부를 검침서버에서 수집하지 못한 것을 의미한다.
따라서 검침서버는 가장 최근에 수집한 LP데이터가 저장된 고유주소의 다음 고유주소(제2고유주소+기준치)부터 데이터 처리부(500)를 통해 가장 최근에 측정된 LP데이터가 저장된 제1고유주소까지의 각 고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 수집한다.
다음으로 검침서버는 수집한 LP데이터를 저장한다(S140).
특히 본 실시예에서 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소인지에 따라서 검침서버가 수집하는 LP데이터가 달라지기 때문에, 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소인 경우에는 제1고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 저장하고, 제1고유주소가 제2고유주소의 다음 고유주소에 해당하지 않으면 제2고유주소의 다음 고유주소부터 제1고유주소까지의 각 고유주소에 대응하여 저장된 LP데이터를 수집하여 저장한다.
본 실시예에 따르면, 데이터 처리부(500)를 통해 측정된 LP데이터를 서로 다른 고유주소에 저장하고, 측정된 LP데이터가 저장된 고유주소와 최종적으로 수집한 LP데이터가 저장된 고유주소를 비교함으로써, 이미 수집한 LP데이터에 대한 중복검침을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예는, 고유주소의 비교를 통해서 누락된 고유주소에 저장된 LP데이터를 수집함으로써, LP데이터 누락을 방지할 수 있다
또한, 상기 데이터 처리부(500)는 계산한 데이터에 대한 오차 보정 알고리즘 기능을 갖는 오차보정부(800)를 더 포함할 수 있다.
다음은 IoT 미터에서 측정한 전압 및 전류 값에서 발생할 수 있는 전송 오차를 자동으로 보정하기 위한 오차보정부(800)에 대해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 오차보정부(800)는 배전 계통(1) 상에 흐르는 전류 및 전압 값을 측정하여 기준 값을 정의하는 제 1 측정부; 배전 계통(1) 상에 설치된 전력설비에서 측정한 전류 및 전압 값이 변환기(transducer)에서 기설정된 기준 비율로 변환되어 출력되는 변환 값을 측정하는 제 2 측정부; 기준 값과 변환 값의 비율이 기설정된 기준 비율의 오차 범위 내에 포함되지 않으면, 변환 값의 오차 값을 계산하는 처리부; 및 오차 값을 기초로 가변 저항의 조정을 통해 변환 값을 보정하는 보정부를 포함한다. 여기서 제 1 측정부 및 제 2 측정부는 전압 센서(100)와 전류 센서(200)를 각각 별도로 구비하여 구성하여도 무방하다.
도 8을 참조로 본 발명의 일 실시예를 보다 구체적으로 서술한다. 본 발명의 일 실시예는 IoT 미터에서 측정한 전류 및 전압 값에서 발생할 수 있는 오차, 데이터 처리부(500)에서 전류 및 전압 값의 변환 시 발생할 수 있는 오차, 및 데이터 처리부(500)에서 사용자 스마트폰으로의 전류 및 전압 값의 전달 시 발생할 수 있는 오차의 보정에 초점을 맞춘다.
도 8은 본 발명의 오차보정부(800)가 적용된 일 실시예의 블록도이다. 앞서 언급한 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 오차보정부(800)는 제 1 측정부(810), 제 2 측정부(820), 보정부(830) 및 처리부(840)를 포함한다.
먼저, 제 1 측정부(810)는 배전 선로에 흐르는 실제 전류 및 전압 값을 측정 한다. 제 1 측정부(810)에서 측정된 실제 전류 및 전압 값은 "기준 값"으로 정의된다. 또한, 제 1 측정부(810)에서 사용되는 측정 장비는 앞서 전력설비에서 전류 및 전압 측정에 사용된 장비일 수도 있고, 측정에 대한 정확도 및 정밀도가 높은 기존의 장비 또는 차후에 개발될 장비가 될 수도 있다. 또한, 제 1 측정부(810)는 기준 값을 처리부(840)로 전달하는 기능을 한다. 이러한 전달은 유선과 무선 중 적어도 하나를 통해 이루어질 수 있다.
그 후, 제 2 측정부(820)는 데이터 처리부(500)에서 스마트폰으로 전달되는 아날로그 출력 값, 즉, 전력설비로부터 측정된 전류 및 전압 값의 변환 값을 측정하는 기능을 한다. 이하에서 명세서의 간결함을 위해, 이러한 아날로그 출력 값은 "변환 값"으로 언급된다. 이러한 변환 값은 앞서 언급한 것처럼, 전력설비에서 측정된 전류 및 전압 값에 오차가 있는지를 확인하기 위해 사용된다. 그 후, 변환 값은 이하의 처리를 위해 처리부(840)로 전달된다.
처리부(840)는 제 1 측정부(810)로부터 전달받은 기준 값과 제 2 측정부(820)로부터 전달받은 변환 값의 비율과 기설정된 기준 비율을 비교한 후, 이 비율이 다르면, 기준 값을 기초로 변환 값의 오차 값을 산출한다.
여기서, 기설정된 기준 비율은, 13200V : 4V의 전압 비율, 630A : 0.63A의 전류 비율을 포함한다. 하지만, 이러한 기설정된 기준 비율은 앞서 서술된 데이터 처리부(500)의 비율에 부합하도록 정의된 것이기에, 상황에 따라 또는 사용자가 정의한 비율에 따라 변경될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 그 후, 처리부(840)는 오차 값을 다시 보정부(830)로 전달한다. 반면, 이들 비율이 동일하거나 오차 범위 내에 있다면, 전력설비에서 측정된 전류 및 전압 값은 정확한 값으로 간주한다. 또한, 처리부(840)는 기준 값과 제어부로부터 전달받은 값을 수신할 때, 시간 및 위치 정보를 별도로 기록하여, 차후의 유지 보수에 도움을 줄 수 있다.
보정부(830)는 처리부(840)로부터 수신한 오차 값을 이용하여 변환 값을 실제로 보정하는 기능을 한다. 이를 위해, 보정부(830)는 도면에 도시되진 않았지만, 데이터 처리부(500)에 포함된 가변 저항을 자동으로 조정하기 위해 전동모터 등을 포함하는 조정기와, 처리부에서 계산된 오차 값에 따라 보정을 수행하도록 조정기를 제어하는 조정기 제어부를 포함한다. 여기서 조정기는 전동 모터뿐만 아니라, 가변 저항을 자동으로 조정할 수 있는 모든 수단을 포함할 수 있다. 따라서, 보정부(830)의 조정기 제어부는 처리부(840)로부터 전달된 오차 값을 수신하면, 조정기가 이러한 오차 값을 기초로 보정을 수행하도록 지시한다. 그러면 조정기는 이러한 지시에 따라, 전달된 오차 값만큼 가변 저항을 조정한다. 조정이 이루어진 후, 보정이 정확히 이루어졌는지에 대한 확인 절차가 수행된다.
따라서, 조정 처리가 완료되면, 보정된 값을 다시 처리부(840)로 전달된다. 처리부(840)에서 보정된 값을 전달 받으면, 기준 값과 보정된 값의 비율과 기설정된 기준 비율의 비교를 다시 수행하게 되며, 앞서 서술된 과정을 진행하게 된다. 이러한 진행은 보정된 값이 올바르게 보정되었다고 판단될 때까지 반복된다.
앞선 과정을 통해 전력설비에서 측정 시 발생할 수 있는 오차, 데이터 처리부(500)에서 변환 중에 발생할 수 있는 오차 또는, 측정 값들의 데이터 처리부(500)에서 사용자 스마트폰로의 전달 도중에 발생할 수 있는 오차가 보정될 수 있다.
또한, 앞선 처리 과정에서 전류 및 전압 모두를 측정하여 이들을 기초로 보정이 수행되는 것으로 서술되었으나, 전류와 전압 중 하나만 측정하고, 이들 중 하나만을 보정하는 것 또한 수행될 수 있다.
또한, 상기 IoT 미터(2)는, 상기 통신부(700)를 통해 업데이트를 하는 펌웨어 업데이트 기능을 갖는다. 이는 사용자의 필요에 따라 펌웨어 업데이트를 이용하여 기능 수정 및 추가할 수 있으며, 옥내용뿐만 아니라 옥외용으로도 사용할 수 있고, 새로운 오차 보정 알고리즘을 적용하여 다양한 종류의 전류센서를 별도의 보정작업이 필요 없이 사용할 수 있다.
1 : 배전 계통
2 : IoT 미터
10 : 역률보정회로(AC/DC) 제어기 11 : 인덕터
12 : 모스펫(MOSFET) 13 : 제2 다이오드
20 : DC차단부 21 : 제1a 콘덴서 22 : 제1b 콘덴서
30 : AC 고압분압부
31 : 제1 저항 32 : 제2 저항
40 : AC/DC변환부 41 : 제1 다이오드 42 : 제2 콘덴서
50 : 채터링제거부
51 : 제1 집적회로 52 : 제2 집적회로
60 : 초기동작제한부 61 : 제3 저항
62 : 제3 콘덴서
70 : 트랜지스터
80 : 릴레이구동코일 81 : 릴레이접점
90 : DC/DC트랜스포머 91 : 스위치
100 : 전압 센서
200 : 전류 센서
300 : 판단 검출부
400 : 모드 변경부
500 : 데이터 처리부
600 : 데이터 저장부
700 : 통신부
800 : 오차보정부

Claims (7)

  1. 배전 계통(1)에 연결되어 전력설비의 전압, 전류를 측정하는 AC/DC 겸용 IoT 미터(2)에 있어서,
    AC/DC 전압을 계측하는 전압 센서(100);
    AC/DC 전류을 계측하는 전류 센서(200);
    상기 전압 센서(100)와 상기 전류 센서(200)에 연결하여 상기 배전 계통(1)의 AC/DC 전압이 검출되는지 여부를 판단하는 판단 검출부(300);
    상기 판단 검출부(300)에서 AC/DC 여부를 판단한 결과에 따라 AC 측정 또는 DC 측정 모드로 변경하는 모드 변경부(400);
    상기 전압 센서(100) 및 상기 전류 센서(200)가 측정한 상기 전력설비의 전압, 전류 데이터를 통해 사용한 유효 및 무효전력량, 최대수요전력 계량 및 역률을 계산하는 데이터 처리부(500);
    상기 데이터 처리부(500)에서 계산한 데이터를 저장하는 데이터 저장부(600);
    상기 데이터 처리부(500)에서 계산한 데이터를 검침 서버 또는 사용자의 스마트폰으로 전송하는 통신부(700);
    상기 데이터 처리부(500)는 계산한 데이터에 대한 오차 보정 알고리즘 기능을 갖는 오차보정부(800);
    상기 IoT 미터(2)는 상기 통신부(700)를 통해 업데이트를 하는 펌웨어 업데이트 기능을 가지며,
    상기 데이터 처리부(500)는 LP 데이터 및 시간대별 계량을 측정하며,
    상기 LP 데이터의 데이터 중복 검침과 누락을 방지하는 방법은 검침 서버가 상기 데이터 처리부(500)를 통해 측정되어 제1 고유주소에 대응하여 저장된 상기 LP 데이터를 수집하는 단계; 검침 서버가 상기 제1 고유주소가 제2 고유주소의 다음 고유주소에 해당하는지 판단하는 단계; 상기 검침서버가 수집한 상기 LP 데이터를 저장하는 단계로 구성되며,
    상기 오차보정부(800)는 제 1 측정부(810), 제 2 측정부(820), 보정부(830) 및 처리부(840)를 포함하며,
    상기 제 1 측정부(810)는 배전 선로에 흐르는 실제 전류 및 전압 값을 측정하고, 상기 제 1 측정부(810)는 기준 값을 상기 처리부(840)로 전달하며,
    상기 제 2 측정부(820)는 상기 데이터 처리부(500)에서 스마트폰으로 전달되는 아날로그 출력 값을 측정하며,
    상기 처리부(840)는 상기 제 1 측정부(810)로부터 전달받은 기준 값과 상기 제 2 측정부(820)로부터 전달받은 변환 값의 비율과 기설정된 기준 비율을 비교한 후, 상기 변환값의 비율과 기설정된 기준 값의 비율이 다르면, 상기 기준 값을 기초로 변환 값의 오차 값을 산출하며,
    상기 보정부(830)는 상기 처리부(840)로부터 수신한 오차 값을 이용하여 변환 값을 실제로 보정하며, 상기 데이터 처리부(500)에 포함된 가변 저항을 자동으로 조정하기 위해 전동모터를 포함하는 조정기와, 상기 처리부(840)에서 상기 오차 값에 따라 보정을 수행하도록 조정기를 제어하는 조정기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 AC/DC 겸용 IoT 미터.

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