KR102485154B1 - 전력 통신 서비스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력 통신 서비스 모듈로, 보다 상세하게는 이기종 전력 통신 기술들을 클라우드 플랫폼에 탑제하여 서비스하기 위한 전력 통신 서비스 모듈에 관한 것이다.

Description

전력 통신 서비스{Power Communication Service}
본 발명은 전력 통신 서비스 모듈로, 보다 상세하게는 이기종 전력 통신 기술들을 클라우드 플랫폼에 탑제하여 서비스하기 위한 전력 통신 서비스 모듈에 관한 것이다.
전력 시스템을 운영하기 위한 소프트웨어 기술은 점점 다양화 되고 고도화 되고 있다. 최근 빅데이터, IoT, 인공지능 분야의 기술개발이 활성화 되면서 전력 분야에도 최신 기술을 접목한 기술개발이 다양하게 진행되고 있다. IoT와 인공지능을 활용하여 설비의 고장을 예측하거나 신재생 설비의 발전량을 예측하여 전력계통에 미치는 영향을 분석하는 것과 같은 연구들이 대표적인 사례이다. 발전, 송변전, 배전 등 각 영역에서 독립적으로 기술개발이 진행되다 보니 공통적으로 활용할 수 있는 ICT 요소기술을 중복개발하거나 과제 수행을 위해 도입된 서버자원이 재활용되지 못하는 사례들이 발생하고 있다. 이러한 비효율의 문제점들을 해결하기 위하여 클라우드 컴퓨팅 기술을 활용하는 방안이 대두되고 있다.
클라우드 컴퓨팅 서비스는 ICT 요소기술을 재사용하고 서버자원의 활용도를 높이기 위한 목적으로 개발되었다. Amazon의 클라우드 컴퓨팅 서비스인 AWS(Amazon Web Service)를 통해서 가상서버 자원을 대여해주는 서비스를 제공하고 있고 IoT, 인공지능 기술을 편하게 활용할 수 있는 서비스를 선보이고 있다. Microsoft와 Google 역시 동일한 형태의 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공한다. 대형 IT기업들은 데이터 센터를 운영하는데 클라우드 기술을 적극 활용하고 있다.
클라우드 플랫폼 서비스는 서비스 제공 범위에 따라서 IaaS(Infrastructure-as-a-Service), PaaS(Platform-as-a-Service), SaaS(Software-as-a-Service)로 구분할 수 있다. IaaS는 사용자가 필요한 서버 사양과 개수를 신청하여 자신의 서버처럼 사용하고 사용량에 따른 비용을 지불하는 서비스이다. 사용자는 가상서버를 자신의 장비처럼 활용하여 소프트웨어를 개발할 수 있다. PaaS 서비스는 가상 서버에 소프트웨어개발에 필요한 부가적인 소프트웨어들을 함께 설치하여 제공한다. 사용자는 플랫폼에서 제공하는 서비스들(DBMS, 통신기술, 분석 기술 등)을 활용하여 보다 빠르게 소프트웨어를 개발할 수 있다. SaaS 서비스의 경우 완제품 소프트웨어를 사용자가 사용하고 사용한만큼의 비용을 지불하는 서비스 형태이다.
산업분야를 위한 클라우드 컴퓨팅 플랫폼은 소프트웨어를 빠르게 개발하기 위한 다양한 기반 기술들을 제공하고 있지만, 전력 설비를 감시하거나 제어하는 것처럼 전력 분야에 특화된 기술들은 제공하지 않는다. 전력 분야에 특화된 기술을 제공하기 어려운 원인 중 한 가지는 지역별, 나라별, 회사별로 사용하는 설비의 종류가 다르고 설비와 통신하기 위한 기술이 완전히 표준화 되지 않았기 때문이다. 국내에서는 송변전에서는 IEC 61850, DNP3, OPC-UA, 배전에서는 Modbus와 DNP3와 같은통신 기술을 사용하고 있다. 해외에서는 상기한 통신 기술 외에도 OPC, CAN과 같이 더욱 다양한 통신 기술이 활용 되고 있다. 이 기술들 가운데 DNP3와 Modbus는 데이터 모델에 대한 정의가 없기 때문에 장비 제조사에서 저마다의 방법으로 데이터를 정의하고 있고 IEC 61850과 OPC-UA는 데이터 모델을 위한 표준이 존재하지만 표준의 버전이 다양하고 서로 다른 버전의 표준끼리는 호환되지 않는 문제가 있다. 또한 같은 통신 기술이라 하더라도 소프트웨어 구현의 차이가 있기 때문에 100% 호환성을 보장하지 않는 문제가 있다.
본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은, 서비스하고자 하는 전력 통신 기술별로 가상머신(Virtual Machine)을 생성하기 위한 정보들을 클라우드 플랫폼에 노출시키고, 사용자가 원하는 전력 통신 서비스를 신청하면 신청에 따라 가상머신을 생성하고 전력 통신 객체(Instance)를 생성하고 사용자가 데이터 입력/출력 및 업무 기능을 구현할 수 있도록 뼈대 코드를 제공하여 전력 소프트웨어를 개발할 수 있도록 편의성을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 전력 통신 서비스를 제공함에 있어서 전력 데이터를 직렬화하여 구성하여 데이터 정의 및 활용 방법을 단일화함으로써, 이기종 전력 통신 기술간에 호환성을 보장하고 사용자가 이기종 전력 통신 기술이 혼합된 전력 소프트웨어에 대한 개발 시간을 단축시킬 수 있는 환경을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 개발이 완료된 전력 소프트웨어를 다른 환경에 배포할 때, 클라우드 플랫폼의 유무에 따라 가상머신의 이미지 형태로 제공하거나, 각 개별 객체를 설치하여 실행할 수 있는 설치파일과 스크립트를 제공하는 방법으로 배포함으로써, 개발이 완료된 전력 소프트웨어를 클라우드 플랫폼이 설치되지 않은 환경에서도 다른 사용자가 활용할 수 있도록 배포하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클라우드 플랫폼을 통하여 전력 통신 서비스 목록을 사용자에게 제공하고 사용자가 서비스 목록을 보고 신청한 내용을 서비스 모듈로 전달하는 신청모듈과 통신 기술별로 세분화된 객체관리모듈을 등록하고 관리하는 서비스 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 객체관리모듈은 상기 서비스모듈로부터 절달 받은 사용자의 신청 내용에 따라 가상머신을 기반으로 전력 통신 기능을 수행하는 객체를 생성하고 관리하며, 생성된 객체와 통신하기 위한 접속 정보를 클라우드 플랫폼을 통하여 사용자에게 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 전력 통신 서비스 목록은 통신 프로토콜의 종류, 정보모델, 사용자가 사용할 수 있는 하드웨어 자원에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 신청모듈은 사용자가 서비스를 신청할 때 허용된 용량 이상의 하드웨어 자원을 생성하고자 하는 경우에는 상기 서비스 신청을 거부할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신청모듈은 사용자가 서비스를 신청할 때 허용된 용량 이상의 하드웨어 자원을 생성하고자 하는 경우에는 상기 서비스 신청을 거부할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 서비스모듈은 새로운 통신 기술 방식을 지원하는 객체관리모듈을 등록할 때, 현장 설비의 계측 정보를 취득하고 제어 명령을 수행하는 설비부와, 다수의 설비부를 감시하고 제어 명령을 내리는 제어부를 각각 독립적으로 등록할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서비스모듈은 새로운 통신 기술 방식을 지원하는 객체관리모듈을 등록할 때, 사용자가 데이터 입력/출력, 이벤트 처리 로직을 직접 구현할 수 있도록 해당하는 코드 영역을 콜백(Callback) 함수의 형태로 구현할 수 있게 지정한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서비스모듈은 동일한 통신 방식을 지원하는 객체관리모듈이라고 하더라도 통신기술 제조사, 데이터 모델의 차이 등 사용자의 필요에 따라 버전을 달리하여 객체관리모듈을 등록할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기 객체관리모듈은 사용자의 요청을 전달받았을 때, 데이터 입력/출력 및 이벤트 처리용 함수 구현을 위한 뼈대 코드를 생성하여 사용자에게 전달하고, 상기 객체관리모듈로부터 뼈대 코드를 전달 받은 사용자가 업무기능을 구현한 코드를 객체관리모듈에 업로드하면 상기 객체관리모듈은 해당 코드를 사용하여 객체를 다시 생성하고, 객체의 실행 중에 발생하는 로그(Log) 정보를 클라우드 플랫폼을 통하여 사용자가 조회할 수 있도록 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 사용자의 요청이 다른 사용자가 공유한 객체에 대한 사용 신청일 경우, 해당 객체가 동작하는 가상머신을 복제하여 새로운 접속주소를 부여한 후 사용자에게 접속정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 객체관리모듈은 객체 생성을 위한 정보 모델을 직렬화하여 [Key,Value]의 형태로 가공하고 사용자가 입력/출력 및 이벤트 처리 기능을 구현할 때 원하는 값을 바로 참조할 수 있도록 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 객체관리모듈은 IEC 61850 정보 모델의 경우 LDevice, LN, DOI, DAI의 계층 구조로 직렬화 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 객체관리모듈은 OPC-UA(IEC 62541) 정보 모델의 경우 해당 정보모델을 탐색하여 각 노드들 가운데 EquipmentMemberOf_EquiptmentContainer를 최상위 노드로 생성하고, 최상위 노드의 rdf:ID 값을 EquipmentMemberOf_EquiptmentContainer로 가지는 노드를 자식 노드로 입력하며, 자식 노드의 rdf:ID 값을 EquipmentMemberOf_EquiptmentContainer로 가지는 노드를 찾아서 추가하는 식으로 모든 노드를 탐색하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 객체는 정보의 입력/출력이 발생할 때마다 해당 정보를 객체관리모듈로 전송하고, 상기 객체관리모듈은 객체간에 주고 받는 정보들을 시간정보와 함께 기록하고, 객체간의 상관 관계 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 객체관리모듈은 기존과 동일한 가상머신, 스크립트, 소스코드 및 라이브러리를 활용하여 과거의 특정 시점의 객체를 생성하고, 새로운 접속 정보를 부여하고, 사용자에게 접속 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 객체를 사용자가 원하는 과거의 특정 시점으로 변경할 때 새로 생성된 객체는 사용자와 반응할 때 과거의 입력/출력 및 이벤트 반응 정보를 참조하여 응답을 하고 사용자가 지정한 과거의 특정 시점부터 새로운 객체가 생성된 시점 까지만 동작하는 것을 특징으한다.
상기 전력 통신 서비스 모듈은 사용자가 클라우드 플랫폼을 통해 개발된 소프트웨어를 다른 환경으로 이식하기를 원할 때, 상기 객체관리모듈로부터 해당 사용자가 사용하는 객체들, 객체간의 연관관계 정보, 객체를 설치하기 위한 설치 스크립트, 설치에 필요한 파일 정보를 수집하고, 객체별로 설치 스크립트와 설치에 필요한 파일 정보를 개별 압축하여 사용자에게 제공하는 배포모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 통신 서비스 모듈은 사용자가 클라우드 플랫폼을 통해 개발된 소프트웨어를 다른 환경으로 이식하기를 원할 때, 상기 객체관리모듈로부터 해당 사용자가 사용하는 객체들, 객체간의 연관관계 정보, 객체를 설치하기 위한 설치 스크립트, 설치에 필요한 파일 정보를 수집하고, 각 개체들이 동작하는 가상머신을 이미지로 생성하여 사용자에게 제공하는 배포모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 서비스하고자 하는 전력 통신 기술별로 가상머신(Virtual Machine)을 생성하기 위한 정보들을 클라우드 플랫폼에 노출시키고, 사용자가 원하는 전력 통신 서비스를 신청하면 신청에 따라 가상머신을 생성하고 전력 통신 객체(Instance)를 생성하고 사용자가 데이터 입력/출력 및 업무 기능을 구현할 수 있도록 뼈대 코드를 제공하여 전력 소프트웨어를 개발할 수 있도록 편의성을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 전력 통신 서비스를 제공함에 있어서 전력 데이터를 직렬화하여 구성하여 데이터 정의 및 활용 방법을 단일화함으로써, 이기종 전력 통신 기술간에 호환성을 보장하고 사용자가 이기종 전력 통신 기술이 혼합된 전력 소프트웨어에 대한 개발 시간을 단축시킬 수 있는 환경을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 개발이 완료된 전력 소프트웨어를 다른 환경에 배포할 때, 클라우드 플랫폼의 유무에 따라 가상머신의 이미지 형태로 제공하거나, 각 개별 객체를 설치하여 실행할 수 있는 설치파일과 스크립트를 제공하는 방법으로 배포함으로써, 개발이 완료된 전력 소프트웨어를 클라우드 플랫폼이 설치되지 않은 환경에서도 다른 사용자가 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 통신 서비스 모듈이 탑재된 클라우드 플랫폼의 개념도.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 통신 서비스 모듈의 구성도
도 3a는, Modbus 포인트 매핑 테이블 예시에 관한 도면
도 3b는, Modbus 데이터 모델을 YAML 파일로 정의한 예시에 관한 도면
도 4a는, DNP3 포인트 매핑 테이블 예시에 관한 도면
도 4b는, DNP3 데이터 모델을 YAML 파일로 정의한 예시에 관한 도면
도 5a는, IEC 61850 정보모델의 예시에 관한 도면
도 5b는, 도 5a의 IEC 61850 정보모델을 직렬화하여 YAML로 표현한 도면
도 6a는, OPC-UA 정보모델의 예시에 관한 도면
도 6b는, 도 6a의 OPC-UA 정보모델을 직렬화하여 YAML로 표현한 도면
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예 들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 '제1' 및 '제2'등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 '위에' 또는 '상에'있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은, 본 발발명의 일 실시예에 따른 전력 통신 서비스 모듈이 탑재된 클라우드 플랫폼의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은, 이기종 전력 통신 기술들을 클라우드 플랫폼(100)에 탑재하여 서비스하기 위한 전력 통신 서비스 모듈(200)이다. 상기 전력 전력 통신 서비스 모듈(200)은 사용자에게 상기 클라우드 플랫폼(100)을 통하여 전력 통신 서비스 목록을 제공한다. 사용자는 원하는 전력 통신 서비스를 선택하고 신청한다. 상기 전력 통신 서비스 모듈(200)은 사용자가 신청한 내용에 따라 가상머신(Virtual Machine)을 기반으로 전력 통신 기능을 수행하는 객체(Instance)를 생성하고 관리하며, 생성된 객체(300)와 통신하기 위한 접속 정보를 클라우드 플랫폼(100)을 통하여 사용자에게 전달한다. 접속 정보를 전달 받은 사용자는 상기 객체(300)와 통신하며 소프트웨어 개발을 수행할 수 있게 된다. 또한, 사용자는 다른 사용자가 공개한 객체(300)를 사용신청하여 소프트웨어 개발을 수행할 수도 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 통신 서비스 모듈의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명인 전력 통신 서비스 모듈(200)은, 클라우드 플랫폼(100)을 통하여 전력 통신 서비스 목록을 사용자에게 제공하고 신청 받는 신청모듈(210), 통신 기술별로 세분화된 객체관리모듈(221)을 등록하고 관리하는 서비스 모듈(220), 사용자가 개발한 전력 소프트웨어를 다른 환경으로 이식하는 배포모듈(230)을 포함한다.
상기 신청모듈(210)은 클라우드 플랫폼(100)에 전력 통신 서비스 모듈(200)이 제공하는 전력 서비스를 노출시키고 사용자의 신청을 받아 서비스모듈(210)에 전달하는 역할을 한다. 상기 신청모듈(210)은 클라우드 플랫폼(100)과 상호작용하기 위하여 다음 두 가지 기능을 수행한다.
첫 번째 기능은 전력 서비스의 목록(Catalog)을 제공하는 기능으로 사용자가 신청 가능한 통신 프로토콜, 다른 개발자가 생성하고 공유한 객체(300)에 대한 상세한 정보를 목록으로 제공한다. 통신 프로토콜 정보는 프로토콜의 종류, 정보모델 종류, 사용자가 사용할 수 있는 HW 자원량(CPU, 메모리, 디스크 용량)에 대한 정보를 포함한다. 정보모델은 전력 기기와 통신하면서 주고받을 정보를 정의한 것으로 모든 전력 서비스는 고유의 정보모델을 가지고 있다. OPC-UA의 경우 RDF(Resource Description Framework), IEC 61850의 경우 SCL(Substation Configuration Language)로 정보모델을 정의한다. Modbus, DNP3 처럼 데이터 모델 정의 형식이 존재하지 않는 프로토콜들은 YAML과 같은 데이터 직렬화 형식으로 기술한 파일을 입력받는다. 상기 객체(300)는 사용자의 요청에 따라 생성이 완료된 응용 프로그램으로 사용자는 자신이 생성한 객체(300)를 다른 개발자가 활용할 수 있도록 공개할 수 있다.
두 번째 기능은 서비스 신청 및 해제 기능이다. 사용자가 서비스 목록을 보고 신청한 내용을 서비스모듈(220)로 전달한다. 신청모듈(210)은 사용자 별로 사용할 수 있는 HW 자원량(CPU, 메모리,디스크 용량)을 제한할 수 있다. 만약 사용자가 허용된 용량 이상의 자원을 생성하고자 한다면 해당 신청은 거부되고 그렇지 않다면 신청 정보를 서비스 모듈로 전달한다. 서비스 해제의 경우 사용자가 해제 신청한 내용을 서비스모듈(220)로 전달한 후 결과를 사용자에게 전달한다.
상기 서비스모듈(220)은 통신 기술별로 세분화된 객체관리모듈(221)을 등록하고 관리한다. 또한, 상기 서비스모듈(220)은 동일한 통신 방식을 지원하는 객체관리모듈(221)이라고 하더라도 통신기술 제조사, 데이터 모델의 차이 등 사용자의 필요에 따라 버전을 달리하여 객체관리모듈(221)을 등록할 수 있다. 상기 객체관리모듈(221)은 사용자의 요청에 따라 해당하는 전력 통신 기능을 수행하는 객체(300)를 생성하고 관리하며, 생성된 객체(300)와 통신하기 위한 접속 정보를 클라우드 플랫폼(100)을 통하여 사용자에게 전달한다. 사용자는 접속 정보를 활용하여 전력 통신 객체(300)와 통신하며 소프트웨어 개발을 수행한다. 만약 사용자가 다른 사용자가 공개한 객체(300)를 사용 신청할 경우, 해당 객체(300)의 복제본을 생성하여 사용자에게 제공한다.
객체(300)는 정보의 입력/출력이 발생할 때마다 해당 정보를 객체관리모듈(221)로 전송한다. 객체관리모듈(221)은 객체(300)간 주고받는 정보들을 시간정보와 함께 기록하고 객체(300)간의 상관관계 정보를 생성하여 관리한다. 사용자는 객체관리모듈(221)을 통해 객체(300)의 현재 상태를 감시하고 제어 명령(일시중지, 중지, 재시작 등)을 내릴 수 있다. 또한 객체(300)가 가지고 있는 과거의 값들을 감시하여 과거 특정 시점의 객체를 생성할 수 있다. 과거 시점의 객체(300)를 생성하면, 객체관리모듈(221)은 기존과 동일한 가상머신, 스크립트, 소스코드 및 라이브러리를 활용하여 객체(300)를 생성하고 기존 객체(300)와는 다른 접속정보를 부여한다. 새로 생성된 객체(300)는 일종의 시뮬레이터처럼 동작하며 사용자가 데이터 입력/출력 및 기능을 수행할 때 객체관리모듈(221) 에 저장된 과거의 값을 사용하여 응답한다. 그리고 사용자가 지정한 과거의 시점부터 생성 시점까지만 동작하고 동작을 멈춘다. 사용자는 해당 객체(300)의 동작 시점을 원하는 시점으로 지정하면, 해당 시점부터 다시 시작할 수 있다.
서비스모듈(220)에 새로운 통신방식을 지원하는 객체관리모듈(221)이 추가되는 과정은 다음과 같다. 통신 객체(300)는 가상머신 위에 통신 소프트웨어가 설치 및 실행된 상태로 사용자에게 제공된다. 이를 위하여 관리자는 통신 소프트웨어가 동작할 가상머신의 이미지 파일과 이미지 파일을 구동하는데 사용할 하드웨어 자원 사양(CPU, MEM, HDD), 통신 소프트웨어 설치에 필요한 소스코드, 라이브러리와 가상머신에서 통신 소프트웨어를 설치하고 실행하는 일련의 과정을 기록한 스크립트(Script)를 함께 등록한다. 스크립트는 가상머신이 초기 기동할 때 실행되는 명령문의 순서를 기술한 것으로 리눅스의 경우 쉘(Shell) 스크립트로 기술된다.
통상의 전력 통신 소프트웨어는 현장 설비의 계측 정보를 취득하고 제어 명령을 수행하는 설비부와 다수의 설비부를 감시하고 제어명령을 내리는 제어부로 구성된다. 상기 서비스모듈(220)은 새로운 통신 기술 방식을 지원하는 객체관리모듈(221)을 등록할 때 설비부와 제어부를 각각 독립적으로 등록할 수 있으며, 설비부와 제어부의 연동을 시험하기 위한 시험 절차를 입력한다. 서비스모듈(220)은 설비부와 제어부를 가상머신으로 생성하고 시험 절차대로 시험을 실행하고 모든 시험 절차가 통과되면 객체관리모듈(221)의 등록이 완료된다.
전력 통신 객체(300)가 응용 소프트웨어로서 동작하기 위해서는 세부 기능이 구현되어야 한다. 실제 장비의 계측 데이터를 취득하여 제공하거나 문제 상황을 감지했을 때 이벤트를 발생시켜 다른 시스템에 알리는 것과 같은 동작을 수행할 수 있어야 한다. 이를 위하여 상기 서비스모듈(220)은 사용자가 데이터 입력/출력, 이벤트 처리 로직을 직접 구현할 수 있도록 해당하는 코드 영역을 콜백(Callback) 함수의 형태로 구현할 수 있게 지정한다.
또한, 상기 객체관리모듈(221)은 사용자가 신청한 정보모델의 데이터와 콜백 함수를 결합하여 데이터 입력/출력 코드 및 이벤트 처리용 함수를 위한 뼈대(Skeleton) 코드를 생성한다. 이기종 전력 통신 기술간에 호환성을 보장하기 위하여 정보모델의 데이터를 직렬화하여 구성함으로써 데이터 정의 및 활용 방법을 단일화한다. 본 발명에서는 데이터 직렬화의 바람직한 형태로 YAML파일의 형식을 사용하지만 특정 형식에 제한받는 것은 아니다. 사용자는 YAML 파일과 콜백 함수를 활용하여 업무기능을 작성하고 전력 통신 객체관리모듈(221)에 등록한다. 객체관리모듈(221)은 사용자가 업로드한 코드를 소스코드에 반영한 후, 다시 빌드하여 통신 객체(300)를 새로 생성한 후 실행한다. 객체관리모듈(221)은 사용자가 전력 통신 객체(300)의 정상동작 여부를 확인할 수 있도록 클라우드 플랫폼(100)을 통해 로그(log) 발생 이력을 기록하여 제공한다.
정보모델은 전력 기기와 통신하면서 주고받을 정보를 정의한 것으로 모든 전력 서비스는 고유의 정보모델을 가지고 있다. Modbus, DNP3 처럼 데이터 모델 정의 형식이 존재하지 않는 프로토콜들은 YAML과 같은 데이터 직렬화 형식으로 기술한 파일을 입력 받는다. OPC-UA의 경우 RDF(Resource Description Framework), IEC 61850의 경우 SCL(Substation Configuration Language)로 정보모델을 정의한다.
도 3a 내지 6b를 참조하여 상기 객체관리모듈(221)이 데이터 직렬화의 바람직한 형태로 YAML파일의 형식으로 변환하는 예를 설명하면,
Modbus 통신기술을 제공하는 전력설비의 경우 제조사별로 도 3a와 같은 형태의 포인트 매핑표를 제공한다. 포인트 매핑표는 행마다 데이터를 정의한다. 이 예에서는 PasswordDecode와 Engine state의 두가지 데이터에 대한 정보를 포함하고 있다. PasswordDecode의 값은 Register 주소 10161부터 10162에 정의되고 Unsigned의 값을 가진다. 이 정보를 직렬화 할 때, 최상위 노드로 PointMap을 만들고 행마다 Point 라는 노드를 생성하여 PointMap의 자식 노드로 넣는다. 그리고 각 행의 속성들은 해당하는 Point의 자식 노드로 넣는다. 도 3a에서 각 행은 Register1, Register2, Len, ComObj Name, Dim, Type, Len 과 같은 속성들을 가지기 때문에 Point라는 노드는 Register1, Register2, Len, ComObj을 각각 키값으로 하는 자식 노드를 가지고 해당 속성의 값을 자식 노드의 값으로 가진다. 도 3b는 도 3a의 매핑 테이블을 상기한 과정을 통해 직렬화하여 YAML 형태로 표현한 예제이다. 사용자가 개발을 진행할 때는 PointName(“PasswordDecode”)get(속성명)과 같이 질의하여 PasswordDecode의 데이터를 조회할 수 있다. 가령 PointName(“PasswordDecode”)get(“Type”) 으로 질의하면 Unsigned 라는 정보를 얻는다
도 4a는 DNP3 통신기술을 사용하는 전력설비의 포인트 매핑 표의 예시이다. DNP3의 매핑 표는 Modbus와 유사하지만 RTU, SICS처럼 속성들이 집합된 구조를 포함하고 있다. 해당 정보를 직렬화 할 때, 속성이 집합된 구조를 그대로 반영한다. 예제의 첫 번째 행을 직렬화 할 때 No을 Point의자식 노드로 정보를 입력하고 RTU를 자식노드로 입력한다. 그리고 ADD, AI Module, Point No, Unit, TD Type, LIMIT을 RTU의 자식 노드로 입력하고 LIMIT의 세부 속성인 HIGH와 LOW를 LIMIT의 자식노드로 입력한다. 도 4b는 DNP3를 직렬화하여 YAML 형태로 표현한 예시로서 사용자는 PointSICSPOINT_NAME(“154#1BUS A상 전압”)get(속성명)과 같은 형태로 원하는 데이터를 조회할 수 있다. 만약 PointSICSPOINT_NAME(“154#1BUS A상 전압”)get(“RTU”)처럼 세부 속성을 가지는 속성을 조회할 경우 RTU 노드의 하부 정보를 모두 포함한 구조체를 조회하게 된다.
도 5a는 IEC 61850 정보모델의 예시에 관한 도면이고, 도 5b는 도 5a의 IEC 61850 정보모델을 직렬화하여 YAML로 표현한 도면이다. IEC 61850 정보모델은 XML에 기반하여 정의된 계층형 구조를 가지고 있는데, LDevice, LN, DOI, DAI의 계층 구조를 가진다. 객체관리모듈(221)은 이 계층구조를 반영하여 YAML 파일로 변환한다. LDevice를 PointMap의 자식으로 입력하고 LDevice의 속성 정보(inst=“BUS1“)는 LDevice의 자식 노드로 추가한다. LN0 역시 LDevice의 자식 노드로 추가하고 LN0의 속성정보들인 lnType, lnClass, inst도 LN0에 각각의 속성 명을 키값으로 가지는 자식노드로 추가한다. <Val>KEPCO</Val>의 경우 Val을 키 값으로 하고 KEPCO를 해당 키의 값으로 가지는 자식노드로 구성한다.
도 6a는 OPC-UA 정보모델의 예시에 관한 도면이고, 도 6b는 도 6a의 OPC-UA 정보모델을 직렬화하여 YAML로 표현한 도면이다. OPC-UA 정보모델은 XML에 기반하여 정의된 계층형 구조를 가지고 있는데, 객체관리모듈(221)이 YAML 형태로 변환하는 과정은 다음과 같다. 정보모델을 탐색하여 각 노드들 가운데 EquipmentMemberOf_EquiptmentContainer(이하 MemberOf)를 자식 노드로 포함하지 않는 노드를 최상위 노드로 생성한다. 그리고 최상위 노드의 rdf:ID 값을 MemberOf로 가지는 노드를 최상위 노드의 자식 노드로 입력한다. 그리고 다시 자식 노드의 rdf:ID 값을 MemberOf로 가지는 노드를 찾아서 추가하는 방식으로 YAML 파일을 생성한다. Terminals의 경우, 최상위 노드로 생성한다. 도 6b를 가장 윗줄부터 살펴보면 rdf:ID=S1 이라는 속성을 가진 Substation이 정의되어 있다. 해당 Substation의 자식노드에 MemberOf가 존재하지 않으므로 Substation을 PointMap의 자식 노드로 추가한다. 이어서 rdf:ID=S1_VL1을 가지는 VoltageLevel은 MemberOf를 자식노드로 가지고 있다. 해당 자식노드의 속성명을 살펴보면 rdf:resource=#S1 으로, 먼저 추가한 Substation (rdf:ID=S1)과 연관관계가 있음을 확인할 수 있고 VoltageLevel(rdf:ID=S1_VL1)은 Substation (rdf:ID=S1)의 자식노드로 추가한다. Breaker(rdf:ID=S1_BR1)은 MemberOf의 값을 rdf:ID=#S1_VL1을 가지므로 VoltageLevel(rdf:ID=S1_VL1)의 자식 노드로 추가한다.
배포모듈(230)은 객체(300)를 클라우드 플랫폼(100)이 설치되지 않은 환경에서 동작이 가능하도록 포장하는 역할을 수행한다. 사용자가 다른 환경으로 이식하기를 원하는 소프트웨어를 선택하면, 상기 배포모듈(230)은 객체관리모듈(221)들로부터 해당 사용자가 사용하는 객체(300)들, 객체(300)간의 연관관계 정보, 객체(300)를 설치하기 위한 설치 스크립트 및 설치에 필요한 파일 정보들을 수집한다. 만약 이식하고자 하는 환경이 클라우드 플랫폼(100) 환경이라면 상기 배포모듈(230)은 각 객체(300)들을 가상머신으로 생성하여 사용자에게 제공한다. 클라우드 플랫폼(100) 환경이 아니라면 객체(300)별로 설치 스크립트, 설치에 필요한 파일 정보를 개별 압축하여 사용자에게 제공한다.
이상에서 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100: 클라우드 플랫폼
200: 전력 통신 서비스 모듈
210: 신청모듈
220: 서비스모듈
221: 객체관리모듈
230: 배포모듈
300: 객체

Claims (17)

  1. 클라우드 플랫폼을 통하여 전력 통신 서비스 목록을 사용자에게 제공하고 사용자가 서비스 목록을 보고 신청한 내용을 서비스 모듈로 전달하는 신청모듈과, 통신 기술별로 세분화된 객체관리모듈을 등록하고 관리하는 서비스 모듈을 포함하고,
    상기 객체관리모듈은 상기 서비스모듈로부터 전달 받은 사용자의 신청 내용에 따라 가상머신을 기반으로 전력 통신 기능을 수행하는 객체를 생성하고, 관리하며, 생성된 객체와 통신하기 위한 접속 정보를 클라우드 플랫폼을 통하여 사용자에게 전달하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 통신 서비스 목록은,
    통신 프로토콜의 종류, 정보모델, 사용자가 사용할 수 있는 하드웨어 자원에 대한 정보를 포함하는 전력 통신 서비스 모듈
  3. 제2항에 있어서, 상기 신청모듈은,
    사용자가 서비스를 신청할 때 허용된 용량 이상의 하드웨어 자원을 생성하고자 하는 경우에는 상기 서비스 신청을 거부할 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  4. 제1항에 있어서, 상기 서비스모듈은,
    새로운 통신 기술 방식을 지원하는 객체관리모듈을 등록할 때, 객체가 동작하는 가상머신을 생성하기 위한 가상머신의 이미지 파일, 객체를 실행하는데 필요한 하드웨어 자원 사양, 통신 소프트웨어 설치에 필요한 소스코드, 라이브러리, 상기 가상머신이 기동된 후 통신 소프트웨어를 실행하는 일련의 과정을 기록한 스크립트 파일을 함께 등록하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  5. 제1항에 있어서, 상기 서비스모듈은,
    새로운 통신 기술 방식을 지원하는 객체관리모듈을 등록할 때, 현장 설비의 계측 정보를 취득하고 제어 명령을 수행하는 설비부와, 다수의 설비부를 감시하고 제어 명령을 내리는 제어부를 각각 독립적으로 등록할 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  6. 제1항에 있어서, 상기 서비스모듈은,
    새로운 통신 기술 방식을 지원하는 객체관리모듈을 등록할 때, 사용자가 데이터 입력/출력, 이벤트 처리 로직을 직접 구현할 수 있도록 해당하는 코드 영역을 콜백(Callback) 함수의 형태로 구현할 수 있게 지정한 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  7. 제1항에 있어서, 상기 서비스모듈은,
    동일한 통신 방식을 지원하는 객체관리모듈이라고 하더라도 통신기술 제조사, 데이터 모델의 차이 등 사용자의 필요에 따라 버전을 달리하여 객체관리모듈을 등록할 수 있는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  8. 제1항에 있어서, 상기 객체관리모듈은,
    사용자의 요청을 전달받았을 때, 데이터 입력/출력 및 이벤트 처리용 함수 구현을 위한 뼈대 코드를 생성하여 사용자에게 전달하고,
    상기 객체관리모듈로부터 뼈대 코드를 전달 받은 사용자가 업무기능을 구현한 코드를 객체관리모듈에 업로드하면 상기 객체관리모듈은 해당 코드를 사용하여 객체를 다시 생성하고, 객체의 실행 중에 발생하는 로그(Log) 정보를 클라우드 플랫폼을 통하여 사용자가 조회할 수 있도록 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사용자의 요청이 다른 사용자가 공유한 객체에 대한 사용 신청일 경우, 해당 객체가 동작하는 가상머신을 복제하여 새로운 접속주소를 부여한 후 사용자에게 접속정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  10. 제8항에 있어서, 상기 객체관리모듈은,
    객체 생성을 위한 정보 모델을 직렬화하여 [Key,Value]의 형태로 가공하고 사용자가 입력/출력 및 이벤트 처리 기능을 구현할 때 원하는 값을 바로 참조할 수 있도록 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  11. 제10항에 있어서, 상기 객체관리모듈은,
    IEC 61850 정보 모델의 경우 LDevice, LN, DOI, DAI의 계층 구조로 직렬화 하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  12. 제10항에 있어서, 상기 객체관리모듈은,
    OPC-UA(IEC 62541) 정보 모델의 경우 해당 정보모델을 탐색하여 각 노드들 가운데 EquipmentMemberOf_EquiptmentContainer를 최상위 노드로 생성하고, 최상위 노드의 rdf:ID 값을 EquipmentMemberOf_EquiptmentContainer로 가지는 노드를 자식 노드로 입력하며, 자식 노드의 rdf:ID 값을 EquipmentMemberOf_EquiptmentContainer로 가지는 노드를 찾아서 추가하는 식으로 모든 노드를 탐색하는 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  13. 제10항에 있어서,
    상기 객체는 정보의 입력/출력이 발생할 때마다 해당 정보를 객체관리모듈로 전송하고, 상기 객체관리모듈은 객체간에 주고 받는 정보들을 시간정보와 함께 기록하고, 객체간의 상관 관계 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  14. 제10항에 있어서, 상기 객체관리모듈은,
    기존과 동일한 가상머신, 스크립트, 소스코드 및 라이브러리를 활용하여 과거의 특정 시점의 객체를 생성하고, 새로운 접속 정보를 부여하고, 사용자에게 접속 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  15. 제14항에 있어서,
    상기 객체를 사용자가 원하는 과거의 특정 시점으로 변경할 때 새로 생성된 객체는 사용자와 반응할 때 과거의 입력/출력 및 이벤트 반응 정보를 참조하여 응답을 하고 사용자가 지정한 과거의 특정 시점부터 새로운 객체가 생성된 시점 까지만 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 통신 서비스 모듈
  16. 제1항에 있어서, 상기 전력 통신 서비스 모듈은,
    사용자가 클라우드 플랫폼을 통해 개발된 소프트웨어를 다른 환경으로 이식하기를 원할 때, 상기 객체관리모듈로부터 해당 사용자가 사용하는 객체들, 객체간의 연관관계 정보, 객체를 설치하기 위한 설치 스크립트, 설치에 필요한 파일 정보를 수집하고, 객체별로 설치 스크립트와 설치에 필요한 파일 정보를 개별 압축하여 사용자에게 제공하는 배포모듈;을 포함하는 전력 통신 서비스 모듈
  17. 제1항에 있어서, 상기 전력 통신 서비스 모듈은,
    사용자가 클라우드 플랫폼을 통해 개발된 소프트웨어를 다른 환경으로 이식하기를 원할 때, 상기 객체관리모듈로부터 해당 사용자가 사용하는 객체들, 객체간의 연관관계 정보, 객체를 설치하기 위한 설치 스크립트, 설치에 필요한 파일 정보를 수집하고, 각 객체들이 동작하는 가상머신을 이미지로 생성하여 사용자에게 제공하는 배포모듈;을 포함하는 전력 통신 서비스 모듈
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