KR102545482B1 - 전력량계의 휴대용 오차보정장치 - Google Patents

전력량계의 휴대용 오차보정장치 Download PDF

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Abstract

실시예는 전력량계의 휴대용 오차보정장치에 관한 것이다.
구체적으로는, 이러한 휴대용 오차보정장치는 전력량계의 전력량을 알고자 할 경우에, 전력량계에 병렬로 설치하여 사용자가 일정 시간 동안 사용한 전력량을 오차 보정하고, 정확하게 산출한다.
구체적으로는, 먼저 외부 표면에 CT 및 PT를 설치하고, 전력량계와 병렬로 연결 등을 통해서 전력량계의 전압과 전류, 위상각을 계측한다. 그리고 나서, 이러한 계측값과 오차보정에 필요한 설정 기준 순시값을 서로 비교하여 오차를 계산한다. 추가적으로, 이러한 전압 및 전류를 근거로 전력량을 산출한다.
이에 더하여, 이러한 오차를 보정할 경우, 전력량계로부터 오차를 축적하여 전력량계측 정상인식모델을 만듦으로써, 오차를 보정할 때 정확한 오차를 실제적인 값으로서 추출하고 전력량계의 정상 여부도 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이를 통해 전력량계의 전력량을 산출할 경우에, 전력량계에 병렬로 간단히 설치하여 전력량의 오차를 쉽게 보정함으로써, 정확한 전력량을 산출한다.
그리고, 이렇게 오차를 보정할 때에 많은 오차가 발생할 경우에는, 전력량계에 설치한 CT 또는 PT만을 즉시 교체함으로써, 전력량계의 유지 보수를 원활히 하고 이를 통해 전력량을 쉽게 알 수 있도록 한다.

Description

전력량계의 휴대용 오차보정장치{Portable error correction apparatus for power meter}
본 명세서에 개시된 내용은 전력량계의 계측오차를 보정하기 위한 휴대용 오차보정장치 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력량계인 계측장치의 오차를 실시간으로 보정하는 방식을 취하여 오랜 기간동안 사용이 가능한 전력량계의 계측오차를 보정하기 위한 휴대용 오차보정장치에 관한 것이다.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.
일반적으로, 전력량계는 전기에너지의 값을 지시하는 계기로서, 전기에너지 주위 회전자를 회전시켜 그의 회전수를 측정하여 전력량으로 한다. 상기 전력량계는 특정 회로의 유효전력을 측정하여 계량하는 전기계기 계량치는 측정시간 사이에 회로에서 사용한 전력량이고 단위는 일반적으로 kWh를 사용한다.
그리고, 이러한 전력량계는 치차형 레지스터를 이용한 기계식 전력량계와 디스플레이를 구비하고 전계변화에 따라 전력사용량을 측정한 전자식 전력량계로 구분한다.
이러한 전력량계 중에서, 상기 전자식 전력량계는 전력량을 계산하기 위하여, 전압 및 전류의 검출신호를 적절한 크기로 변환하여 전력량을 산출한다. 그리고, 이렇게 검출신호를 변환하기 위하여 분압회로와 변류기, 저항 및 증폭회로 등의 부품으로 구성한다.
그래서, 이러한 전자식 전력량계에서는 이러한 개별부품들에 의한 오차로 인하여 계량값에 오차를 발생하여 오차의 측정과 오차의 보상문제를 발생하고 있다.
이러한 배경의 선행기술문헌은 아래의 특허문헌 정도이다.
(특허문헌 0001) KR1019990074087 A
(특허문헌 0002) KR1020130039541 A
추가적으로, 상기 특허문헌 1의 기술은 전자식 전력량계의 오차 보상 장치에 관한 것으로, 사용전원의 각 상에 대한 전력량 산출 팩터를 비교 분석하여 오차를 보상한다.
그리고, 특허문헌 2는 특허문헌 1의 기술과 같이 오차를 측정할 경우에 전력량계의 정상 작동 여부를 감지하여 알림하는 기술이다.
개시된 내용은, 전력량계의 전력량을 산출할 경우에, 전력량계에 병렬로 간단히 설치하여 전력량의 오차를 쉽게 보정함으로써, 정확한 전력량을 산출할 수 있도록 하는 전력량계의 휴대용 오차보정장치를 제공하고자 한다.
그리고, 이러한 경우에 상기 전력량계의 휴대용 오차보정장치에서 오차를 보정할 때에 많은 오차가 발생할 경우에는, 전력량계에 설치한 CT 또는 PT만을 즉시 교체함으로써, 전력량계의 유지 보수를 원활히 하고 이를 통해 전력량을 쉽게 알 수 있도록 한다.
실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치는,
전력량계의 전력량을 알고자 할 경우에, 전력량계에 병렬로 설치하여 사용자가 일정 시간 동안 사용한 전력량을 오차 보정하고, 정확하게 산출한다.
구체적으로는, 먼저 외부 표면에 CT 및 PT를 설치하고, 전력량계와 병렬로 연결 등을 통해서 전력량계의 전압과 전류, 위상각을 계측한다. 그리고 나서, 이러한 계측값과 오차보정에 필요한 설정 기준 순시값을 서로 비교하여 오차를 계산한다. 추가적으로, 이러한 전압 및 전류를 근거로 전력량을 산출한다.
이에 더하여, 이러한 오차를 보정할 경우, 전력량계로부터 오차를 축적하여 전력량계측 정상인식모델을 만듦으로써, 오차를 보정할 때 정확한 오차를 실제적인 값으로서 추출하고 전력량계의 정상 여부도 알 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 이러한 전력량계의 휴대용 오차보정장치는,
다수의 상이한 전력량계별로 병렬로 설치 연결하여, 상기 전력량계에서 상용전원을 공급받을 경우에, 외부 표면 CT 및 PT로부터 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측하는 계측장치;
상기 계측장치에 의해 계측된 전압과 전류, 위상각을 평균한 실측값과 미리 설정된 기준값을 비교하여, 전력량계별로 오차를 보정하는 중앙처리장치; 및
상기 중앙처리장치에 의해 보정된 값으로 전력량을 산출하는 제어부; 를 포함하고 있으며,
상기 전력량계와 상기 중앙처리장치는,
상기 다수의 상이한 전력량계별로 장치등록 정보와 오차 정보 및 전력량 정보를 저장한 테이블을 동일하게 구비하고, 상기 테이블의 정합 관계를 미리 설정 등록해서,
상기 중앙처리장치는,
a) 상기 전력량계의 테이블 내에 장치등록 정보를 변경할 경우, 상기 정합 관계에 따라서 상기 변경된 장치등록 정보를 자체 테이블에 동기화하고,
b) 상기 장치등록 정보를 동기화할 경우에, 상기 테이블 내에 장치등록 정보를 상이한 전력량계 장치유형과 데이터 형식별로 다원화하여 동기화하므로, 실시간으로 전력량계의 장치DB를 일치 유지하며,
상기 중앙처리장치는,
a) 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 상용전원의 전압과 전류, 위상각 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 산출해서 제공하는 전력량계측 정상인식모델을 미리 등록하고,
b) 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 입력받을 경우, 상기 전력량계측 정상인식모델로부터 현재 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 해당하는 추천값과 비교해서, 실시간으로 전력량계측 정상인식 여부를 검출하고,
상기 전략량계측 정상인식모델은,
a) 상기 전력량계측 정상인식 여부를 검출할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 각각의 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 장소와 시간대 유형별로 분류하여 학습하는 모델을 정의하고,
b) 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각 특징을 나타내는 데이터셋을 추출하고,
c) 상기 데이터셋을 다수의 상이한 설치 장소와, 사용 시간대 정보를 반영하여 속성화하며,
d) 상기 속성화한 결과를 기초로 해서, 상기 상이한 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각의 속성을 결정하고,
e) 상기 결정한 결과를 정규화해서,
f) 상기 정규화 결과를 기초로 해서 각각의 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 설정하여, 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 각각의 추천값을 산출하는 정보를 생성하기 위해서, 각각의 추천값을 독립 변수로 설정하고, 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 종속 변수로 설정하고,
g) 상기 설정 결과를 학습 및 훈련 데이터로 생성하여,
h) 상기 생성한 결과로부터 딥러닝 기반의 전력량계측 정상인식모델을 생성하는 것을 특징으로 한다.
실시예들에 의하면, 전력량계의 전력량을 산출할 경우에, 전력량계에 병렬로 간단히 설치하여 전력량의 오차를 쉽게 보정함으로써, 정확한 전력량을 산출한다.
그리고, 이렇게 오차를 보정할 때에 많은 오차가 발생할 경우에는, 전력량계에 설치한 CT 또는 PT만을 즉시 교체함으로써, 전력량계의 유지 보수를 원활히 하고 이를 통해 전력량을 쉽게 알 수 있도록 한다.
또한, 이에 더하여 일실시예는 이렇게 CT 또는 PT를 교체할 경우, 전력량계로부터 오차를 계속적으로 저장함으로써, CT 또는 PT의 교체를 원활히 하도록 하며 사용기록을 등록해서 전력량계 또는 CT 등을 원활하게 관리 사용한다.
그리고 또한, 사용자가 사용한 전력량을 산출할 때, 전력량계로부터 오차를 실제 값으로 추출하여 전력량을 획득함으로써, 실제적인 전력량 정보를 얻을 수 있도록 한다.
도 1은 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면
도 2는 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치를 적용한 시스템을 도시한 도면
도 3은 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치의 구성을 도시한 블록도
도 4는 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치의 동작을 도시한 플로우 차트
도 1은 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예의 휴대용 오차보정장치(200)는 IoT 미터용 휴대용 오차보정장치에 있어서, 전력량계(100)의 전력량을 알고자 할 경우에, 전력량계(100)에 병렬로 설치하여 사용자가 일정 시간 동안 사용한 전력량을 오차 보정하고, 정확하게 산출한다.
구체적으로는, 이러한 휴대용 오차보정장치(200)는 먼저 외부 표면에 CT 및 PT를 설치하고, 전력량계와 병렬로 연결 등을 통해서 전력량계의 전압과 전류, 위상각을 계측한다. 그리고 나서, 이러한 계측값과 오차보정에 필요한 설정 기준 순시값을 서로 비교하여 오차를 계산한다. 추가적으로, 이러한 전압 및 전류를 근거로 전력량을 산출한다.
그리고, 부가하여 이러한 경우에, 상기 기준 순시값은 관리자가 원하는 업데이트 주기에 따라 적절한 값을 주기적으로 업데이트한다.
그래서, 이를 통해 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치(200)는 전력량계(100)의 전력량을 산출할 경우에, 전력량계(100)에 병렬로 간단히 설치하여 전력량의 오차를 쉽게 보정함으로써, 정확한 전력량을 산출한다.
그리고, 이러한 오차보정장치(200)는 이렇게 오차를 보정할 때에 많은 오차가 발생할 경우에는, 전력량계(100)에 설치한 CT 또는 PT만을 즉시 교체함으로써, 전력량계(100)의 유지 보수를 원활히 하고 이를 통해 전력량을 쉽게 알 수 있도록 한다.
또한, 이에 더하여 이러한 오차보정장치(200)는 이렇게 CT 또는 PT를 교체할 경우, 전력량계로부터 오차를 계속적으로 저장함으로써, CT 또는 PT의 교체를 원활히 하도록 하며 사용기록을 등록해서 전력량계 또는 CT 등을 원활하게 관리 사용한다.
또한, 추가적으로 상기 휴대용 오차보정장치(200)는 이러한 오차를 보정할 경우, 전력량계(100)로부터 오차를 축적하여 전력량계측 정상인식모델을 만듦으로써, 오차를 보정할 때 정확한 오차를 실제적인 값으로서 추출하고 전력량계의 정상 여부도 알아 효율적이기도 하다.
그래서, 이를 통해 이러한 오차보정장치(200)는 사용자가 사용한 전력량을 산출할 때, 전력량계(100)로부터 오차를 실제 값으로 추출하여 전력량을 획득함으로써, 실제적인 전력량 정보를 얻을 수 있도록 한다.
도 2는 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치를 적용한 시스템을 전체적으로 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예의 시스템은 사용자가 일정시간 동안 사용한 전력량을 계측하는 전력량계(100)와, 이러한 전력량계(!00)에 병렬로 설치하여 전력량의 오차를 보정하여 점검원에게 즉시 전력량값을 임시로 제공하는 전력량계의 휴대용 오차보정장치(200)를 포함한다.
추가적으로, 이러한 일실시예에 따른 시스템은 이러한 전력량계의 휴대용 오차보정장치(200)에서 전력량값을 또는 오차를 획득할 경우에, 관리 정보처리장치(300)로 이상 여부를 알림함으로써, 원격지의 관리자를 통해 이상이 있을 수 있는 전력량계 등을 교체하도록 한다.
상기 전력량계의 휴대용 오차보정장치(200)는 전력량을 파악하는 점검원이 휴대하고 다니는 것으로, 점검할 곳에 전력량을 정확히 수시로 즉시 산출하여, 점검원에게 알려 준다. 구체적으로는, 이러한 휴대용 오차보정장치(200)는 먼저 다수의 상이한 전력량계(100)별로 병렬로 설치 연결하여, 상기 전력량계(100)에서 상용전원을 공급받을 경우에, 외부 표면 CT 및 PT로부터 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측한다. 그리고 나서, 이러한 휴대용 오차보정장치(200)는 이러한 전압과 전류, 위상각을 평균한 실측값을 기준값과 비교하여 전력량계(100)별로 오차를 보정한다. 그리고, 이때 추가적으로 상기 휴대용 오차보정장치(200)는 이러한 오차를 보정한 실측값으로부터 전력량을 산출해서, 정확한 전력량을 점검원에게 알려준다. 또한, 이에 더하여 이러한 오차보정장치(200)는 이러한 오차를 보정할 경우, 전력량계(100)로부터 오차를 축적하여 전력량계측 정상인식모델을 만듦으로써, 실측값으로부터 오차를 보정할 때마다 정확한 오차를 실제적인 값으로서 추출하고 전력량계의 정상 여부도 알도록 하여 효율적이다.
상기 관리 정보처리장치(300)는 이러한 휴대용 오차보정장치(200)에서 전력량계(100)의 이상 여부를 알림받을 경우에, 전력량계(100)와 CT, 또는 PT에 교체를 하도록 하고, 고장수리처 정보처리장치 등에 수리요청 등을 하여 유지 보수를 원활히 할 수 있도록 하기도 한다. 이때, 관리 정보처리장치(300)는 전력량계(100)와 휴대용 오차보정장치(200), 고장수리처 정보처리장치 등의 정보를 등록하여 상호 간에 정보를 송/수신하도록 한다. 그리고, 부가적으로 이러한 관리 정보처리장치(300)는 예를 들어, 전력량을 관리하는 담당처 또는 여러 서비스 제공처 등이기도 하다.
도 3은 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치(200)는 계측장치(201)와 중앙처리장치(202) 및 제어부(203)를 포함한다.
추가적으로, 이러한 휴대용 오차보정장치(200)는 키신호 입력부(204)와 표시부(205) 및 통신부(206)를 포함하기도 한다.
상기 계측장치(201)는 다수의 상이한 전력량계(100)별로 병렬로 설치 연결하여, 상기 전력량계(100)에서 상용전원을 공급받을 경우에, 외부 표면 CT 및 PT로부터 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측한다.
상기 중앙처리장치(202)는 상기 계측장치(100)의 전압과 전류, 위상각을 평균한 실측값과 설정 기준값을 비교하여, 전력량계(100)별로 오차를 보정한다. 예를 들어, 이러한 오차보정은 임계값(오차보정에 필요한 기준 순시값)을 100으로 설정했다면 측정된 전압이나 전류, 위상각이 95~ 105의 범위(즉, 오차의 범위는 ㅁ5로서 절대값인 5가 조정값)로 측정할 경우에 오차보정이 필요없으며, 94 이하나 106 이상일 경우에 오차의 보정이 필요한 상태로 보아, 조정값을 산출한다. 상기 경우는 기준의 범위(상기 95~ 105)에 들어가도록 조정값을 적용시킨다. 그러므로, 상기 예를 들어 설명한다면 MCU에서 임계값 100%기준으로 ㅁ5%의 오차범위를 초과하면 오차보정의 대상으로 하여 상기 오차범
위 내로 들어오도록 오차보정한다.
상기 제어부(203)는 상기 중앙처리장치(202)에 의한 실측값으로 전력량을 산출한다. 그리고, 이때 상기 제어부(203)는 a) 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측할 경우에, 상기 전력량계(100)로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 상용전원의 전압과 전류, 위상각 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 산출해서 제공하는 전력량계측 정상인식모델을 미리 등록한다. b) 그래서, 상기 전력량계(100)로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 입력받을 경우, 상기 전력량계측 정상인식모델로부터 현재 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 해당하는 추천값과 비교해서, 실시간으로 전력량계측 정상인식 여부를 검출한다.
상기 키신호 입력부(204)는 이렇게 전력량계(100)의 오차와 정확한 전력량값을 산출할 경우, 점검원 키 조작에 따라 전원 온/오프와 각종 설정정보를 입력받아 여러 서비스 기능을 동작하도록 한다.
상기 표시부(205)는 이러한 오차와 전력량값을 산출할 경우에, 상기 제어부(203)의 제어에 의해 오차와 전력량값 또는 전력량계의 이상 여부 등을 알림하여, 점검원에게 전력량을 점검할 때에 각종 정보를 알려준다.
상기 통신부(206)는 이러한 전력량계(100)에 이상이 발생할 경우, 관리 정보처리장치(300)에 이상 정보를 알림하여, 원격지에 관리자에게 사실을 알려 교체 등을 할 수 있도록 한다. 이러한 경우에, 상기 통신부(206)는 상기 계측장치(201)에 장치를 포함하여 한 모듈로 구성하기도 한다.
한편, 추가적으로 이러한 각각의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.
예를 들어, 먼저 상기 계측장치(201)는 주요 구성요소 중의 하나인데, 이하에서는 상기 계측장치(201)에 해당하는 'IoT(사물인터넷) 미터'에 대하여 간략하게 설명하기로 한다.
상기 IoT 미터는 방금 전까지 전기를 얼마나 썼나 바로 알려주고 누진세 진입을 알려 에너지 절약에 도움을 주는 스마트에너지 측정기로서, 언제 어디서나 집안의 전기 사용량을 파악할 수 있고, 불필요하게 소모되는 전기를 차단하는 기능도 가지고 있는 장치이다.
즉, 원격검침 및 시간대별 계량이 가능한 전력량계로서, 주된 기능으로는 전기 사용량을 실시간 확인하여 일간/월간/요일별 통계량 확인 및 누진단계의 변경알림이다. 그 종류로는 IoT 스마트미터가 있다.
상기 계측장치(201)의 전압, 전류 등의 계측은 표면 외부에 형성된 전류계측센서(CT)와 전압계측센서(PT)로부터 전압 및 전류값, 위상각 등을 계측한다.
다시 말해서, 전압 및 전류, 위상각 등과 같은 순시값(Instantaneous value: 시간과 함께 변화하는 양의 임의의 순간에서의 값)을 계측하여 내부회로(미도시)를 통한 전기신호를 이용해 중앙처리장치(202)에 전송한다.
다음, 상기 중앙처리장치(202)는 구체적으로 아래와 같다.
예를 들어, 상기 중앙처리장치(202)에는 오차를 보정시키기 위한 조정값이 입력되고, 상기 조정값만큼 보정시키도록 하기 위한 MCU(미도시)를 포함한다.
그리고, 상기 중앙처리장치(202)에는 상기 MCU(미도시) 이외에, 상기 계측장치(201)에서 전송, 입력된 전압 또는 전류값 등을 처리하는 수치처리부(미도시)를 포함한다.
이러한 경우, 상기 수치처리부(미도시)는 전압 신호 및 전류 신호를 전처리하며, 이러한 전압 및 전류 또는 위상값 신호를 적절한 주기로 샘플링하고 디지털 신호로 변환하여 출력시키는 A/D 변환부(미도시)를 내장한다. 따라서, 상기 수치처리부에는 변환 신호의 노이즈를 제거하는 노이즈필터(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수치처리부에서 출력되어 전송값과 기준값의 차이를 계산해내는 보정치 연산부(미도시)를 더 포함한다. 이때 상기 보정치 연산부(미도시)는 상기 A/D변환부(미도시)로 제어신호를 출력하며 A/D 변환부로부터 입력되는 전압 또는 전류 또는 위상각을 곱연산 및 누적 평균하여 평균값을 계산한다.
또한, 이러한 경우에 상기 보정치 연산부는 상기 A/D변환부의 샘플링 주기와 샘플링 시점을 제어하며, 이를 위해 샘플링 제어신호를 출력하여 오차보정결정부(미도시)로 전송한다.
그러면, 상기 오차보정결정부(미도시)는 상기 보정치 연산부에서 연산한 결과, 오차의 보정이 필요하다고 판단되면 조정값을 준비하여 입력되도록 MCU에 전송 신호를 보내는 역할을 한다.
다시 설명하면, 상기 수치연산부는 계측장치에서 전류값등을 처리하는 전처리단계를 거쳐서, 상기 전처리단계로부터 얻어진 전류 또는 전압값 등으로부터 보정값이 얼마인지를 상기 보정치연산부에서 연산하는 보정값 연산단계와 상기 보정값 연산단계에서 계산결과 오차의 한계 범위를 넘어 오차보정이 필요하다면 MCU에 신호를 전송하여 조정값을 입력하도록 하는 조정값 입력단계로 구성한다.
즉, 상기 중앙처리장치(202)에는 내부에 상기 보정치연산부를 통해 오차를 계산하게 되는데, 상기 계측장치(201)에서 상기 수처리부를 거쳐 보정치연산부에 순시값과 상기 MCU의 기준 순시값인 임계값이 상기 오차보정결정부에 패싱해서 이를 비교하여 오차의 보정이 필요한지의 여부를 밝혀내는 것이다.
상기 계측장치(201)는 측정대상 전력량계에서 사용하는 부하량을 연산하기 위하여 전압값과 전류값 등을 측정하는데, 측정된 데이터는 아날로그 데이터이기 때문에 상기 MCU에서도 인식 가능하도록 수처리부를 통해 디지털 데이터로 변환한다.
또한, 상기 중앙처리장치(202)에는 주변장치(외부 확장장치에 관한 IC)가 다 들어 있는 SOC(System On Chip: 미도시)를 설치한다.
그리고, 상기 중앙처리장치(202)의 내부에 MCU는 오차를 보정하는 데 기준 임계값을 상기 보정치 연산부에 제공할 수 있도록 하기 위하여 상기 전압 및 전류값, 위상각 등의 기준이 되는 값인 기준 순시값을 미리 저장한다.
또한, 상기 MCU는 업데이트 주기에 따라 오차보정을 하기 위해 비교하는 기준순시값을 주기적으로 업데이트하는 것으로 상기 주기는 분, 시간, 일 등으로 주기를 다양화하여 설정시킬 수 있는 것이다.
도 4는 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치의 동작을 도시한 플로우 차트이다(도 3 참조).
도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 전력량계의 휴대용 오차보정장치는 먼저 상기 계측장치를 다수의 상이한 전력량계별로 병렬로 설치 연결하여, 상기 전력량계에서 상용전원을 공급받을 경우에, 외부 표면 CT 및 PT로부터 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측한다(S401).
그리고 나서, 이러한 휴대용 오차보정장치는 상기 중앙처리장치에서 상기 계측장치에 의한 전압과 전류, 위상각을 평균한 실측값과 미리 설정된 기준값을 비교하여(S402), 전력량계별로 오차를 보정한다(S403).
이때, 상기 전력량계와 상기 중앙처리장치는 아래의 동작을 통해 DB를 동일하게 유지한다.
구체적으로는, 먼저 전력량계와 중앙처리장치에서 상기 다수의 상이한 전력량계별로 장치등록 정보를 저장한 테이블을 동일하게 구비하고, 상기 테이블의 정합 관계를 미리 설정 등록한다(S404).
그리고 나서, 상기 중앙처리장치는 아래의 동작을 수행한다.
a) 즉, 이러한 전력량계의 테이블 내에 장치등록 정보가 변경될 경우(S405), 상기 정합 관계에 따라서 상기 변경된 장치등록 정보를 자체 테이블에 동기화한다(S406).
b) 그래서, 이러한 장치등록 정보를 동기화할 경우에, 상기 테이블 내에 장치등록 정보를 상이한 전력량계 장치유형과 데이터 형식별로 다원화하여 동기화하므로, 실시간으로 전력량계의 장치DB를 일치 유지한다.
또한, 이에 더하여 상기 제어부는 상기 중앙처리장치에 의한 실측값으로 전력량을 산출한다(S407).
그리고, 이때 추가적으로 상기 제어부는 a) 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여(S408), 상용전원의 전압과 전류, 위상각 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 산출해서 제공하는 전력량계측 정상인식모델을 미리 등록한다(S409).
b) 그래서, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 입력받을 경우(S410), 상기 전력량계측 정상인식모델로부터 현재 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 해당하는 추천값과 비교해서, 실시간으로 전력량계측 정상인식 여부를 검출한다(S411).
이러한 경우에, 상기 전력량계측 정상인식모델은 아래와 같다.
a) 상기 전력량계측 정상인식 여부를 검출할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 각각의 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 장소와 시간대 유형별로 분류하여 학습하는 모델을 정의하고,
b) 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각 특징을 나타내는 데이터셋을 추출하고,
c) 상기 데이터셋을 다수의 상이한 설치 장소와, 사용 시간대 정보를 반영하여 속성화하며,
d) 상기 속성화한 결과를 기초로 해서, 상기 상이한 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각의 속성을 결정하고,
e) 상기 결정한 결과를 정규화해서,
f) 상기 정규화 결과를 기초로 해서 각각의 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 설정하여, 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 각각의 추천값을 산출하는 정보를 생성하기 위해서, 각각의 추천값을 독립 변수로 설정하고, 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 종속 변수로 설정하고,
g) 상기 설정 결과를 학습 및 훈련 데이터로 생성하여,
h) 상기 생성한 결과로부터 딥러닝 기반의 전력량계측 정상인식모델을 생성한다.
이상과 같이, 일실시예는 전력량계의 전력량을 알고자 할 경우에, 전력량계에 병렬로 설치하여 사용자가 일정 시간 동안 사용한 전력량을 오차 보정하고, 정확하게 산출한다.
구체적으로는, 이러한 휴대용 오차보정장치는 먼저 외부 표면에 CT 및 PT를 설치하고, 전력량계와 병렬로 연결 등을 통해서 전력량계의 전압과 전류, 위상각을 계측한다. 그리고 나서, 이러한 계측값과 오차보정에 필요한 설정 기준 순시값을 서로 비교하여 오차를 계산한다. 추가적으로, 이러한 전압 및 전류를 근거로 전력량을 산출한다.
따라서, 이를 통해 일실시예는 전력량계의 전력량을 산출할 경우에, 전력량계에 병렬로 간단히 설치하여 전력량의 오차를 쉽게 보정함으로써, 정확한 전력량을 산출한다.
그리고, 이렇게 오차를 보정할 때에 많은 오차가 발생할 경우에는, 전력량계에 설치한 CT 또는 PT만을 즉시 교체함으로써, 전력량계의 유지 보수를 원활히 하고 이를 통해 전력량을 쉽게 알 수 있도록 한다.
또한, 이에 더하여 일실시예는 이렇게 CT 또는 PT를 교체할 경우, 전력량계로부터 오차를 계속적으로 저장함으로써, CT 또는 PT의 교체를 원활히 하도록 하며 사용기록을 등록해서 전력량계 또는 CT 등을 원활하게 관리 사용한다.
또한, 이러한 일실시예는 이러한 오차를 보정할 경우, 전력량계로부터 오차를 축적하여 전력량계측 정상인식모델을 만듦으로써, 오차를 보정할 때 정확한 오차를 실제적인 값으로서 추출하고 전력량계의 정상 여부도 알아 효율적이기도 하다.
따라서, 이를 통해 사용자가 사용한 전력량을 산출할 때, 전력량계로부터 오차를 실제 값으로 추출하여 전력량을 획득함으로써, 실제적인 전력량 정보를 얻을 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같이, 이러한 휴대용 오차보정장치는 전력량계와 중앙처리장치 및 관리 정보처리장치 상호 간에 오차와 전력량 정보를 공유하여 사용할 경우에, 전력량계에 등록 정보를 장치와 장소별로 분류하여 DB를 일치함으로써, 신속히 사용하도록 한다.
이를 위해, 먼저 상기 중앙처리장치와 상기 전력량계 및 상기 관리 정보처리장치는 아래의 구성을 구비한다.
즉, 먼저 상기 중앙처리장치와 상기 전력량계 및 상기 관리 정보처리장치는 상기 DB를 전력량계별로 일치할 경우에, 상기 테이블에 전력량계 등록 정보를 상이한 전력량계와 장소별로 분류 등록한다.
이러한 상태에서, 상기 중앙처리장치는 아래의 동작을 수행한다.
a) 먼저 상기 테이블 내에 등록 정보가 변경할 경우, 상기 정합 관계에 따라서 상기 변경한 정보를 자체 테이블에 실시간으로 동기화하므로, 전력량계 등록 정보를 일치한다.
b) 그리고 나서, 이러한 전력량계 등록 정보를 일치할 경우에, 상기 전력량계와 장소별 전력량계 등록 정보 내에 상이한 데이터 형식과 데이터 유형별로 등록 정보를 다원화하여 동기화함으로써, 상호 간에 DB를 일치 유지한다.
또한, 이에 더하여 상기 휴대용 오차보정장치는 이러한 DB를 일치 유지할 경우에, 업체와 장소별로 현황정보를 관리자가 원하는 바에 따라 즉시 제공해서, 관리자에게 나중에 더 나은 장치와 기능을 서비스할 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 중앙처리장치는 아래의 동작을 수행한다.
a) 먼저 상기 각 DB를 일치할 경우에, 상기 테이블에 다수의 상이한 전력량계 업체와 장소별로 회원 정보를 등록한다.
b) 그래서, 이렇게 관리 정보처리장치에서 현황정보를 요청받을 경우, 상기 테이블로부터 회원의 현황정보를 상기 정합 관계에 따라서 상이한 전력량계 업체와 장소별로 상기 관리 정보처리장치에 제공한다.
다른 한편으로, 이러한 휴대용 오차보정장치는 이렇게 DB를 일치 유지하여 전력량과 오차를 제공할 경우에, 아래의 구성으로부터 사용자가 위치한 장소와 사용하는 전력량계 장치에 맞는 전력량 추천값을 또한 제공함으로써, 사용자가 효과적으로 전력사용을 할 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 중앙처리장치는 아래의 구성을 구비한다.
a) 즉, 먼저 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 상용전원의 전력량 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 산출해서 제공하는 전력량 알림모델을 미리 등록한다.
b) 그리고 나서, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 입력받을 경우, 상기 전력량 알림모델로부터 현재 전력량 추천값을 제공한다.
이러한 경우에, 상기 전략량 알림모델은 아래와 같다.
a) 먼저, 상기 전력량 추천값을 제공할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 전력량 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 장소와 시간대 유형별로 분류하여 학습하는 모델을 정의한다.
b) 그리고, 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각 특징을 나타내는 데이터셋을 추출한다.
c) 다음, 상기 데이터셋을 다수의 상이한 설치 장소와, 사용 시간대 정보를 반영하여 속성화한다.
d) 상기 속성화한 결과를 기초로 해서, 상기 상이한 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각의 속성을 결정한다.
e) 그리고, 상기 결정 결과를 정규화한다.
f) 다음 상기 정규화 결과를 기초로 해서 각각의 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 설정하여, 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 전력량 추천값을 산출하는 정보를 생성하기 위해서, 각각의 추천값을 독립 변수로 설정하고, 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 종속 변수로 설정한다.
g) 그리고 나서, 이러한 설정 결과를 학습 및 훈련 데이터로 생성한다.
h) 그리고, 상기 생성한 결과로부터 딥러닝 기반의 전력량 알림모델을 생성한다.
부가적으로, 이러한 각각의 학습모델을 생성하는 방식에 대해서 조금 더 설명한다.
먼저, 이러한 학습모델은 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 장소와 시간대 유형별로 학습 모델을 생성한다. 따라서, 모델은 다양한 분야의 업체 등마다로 새로 생성할 수도 있고 기준을 잡아 몇 개의 묶음으로 모델을 생성할 수도 있다. 이러한 것은 데이터의 특성에 따라 적합한 방법을 결정하도록 한다.
다음, 실시간으로 수집한 데이터에서 장치 등의 오류로 인하여 다수 데이터가 수집되지 않을 경우와 예약이 특이하게 많은 이상치 등이 발생할 경우 등에, 해당하는 데이터 파일을 제거한다.
그리고, 간혹 데이터의 끊김 현상으로 일부 데이터를 미수집하였을 경우 해당하는 데이터를 제거한다.
다음으로 상이한 모델별로 유효한 속성을 결정하고 정규치를 생성한 후 독립 및 종속 변수를 결정한다.
그리고 나서, 학습 모델을 생성하기 위해서는 전체 데이터 중에서 학습과 훈련 데이터를 생성한다. 일반적으로 전체 데이터셋에서 70%를 학습데이터로 30%를 모델 생성후 모델을 시험하기 위해 훈련데이터로 사용한다.
다음으로 학습 모델을 생성한다. 이 단계에서 어떠한 학습모델을 사용할 것인지 결정한다. 예를 들어, 딥러닝 기반에서 필요한 레이어를 구성하여 입력과 출력층을 구성하여 최정 출력 개수를 설정하는 구성을 말한다. 그리고 나서, 이렇게 생성된 모델을 평가하고 이 모델을 오차율에 만족하면 새로운 데이터로 모델을 시뮬레이션 한 후, 모델 갱신이 필요하지 않으면 학습 모델을 저장한 후 예측 모델로 사용한다.
100 : 전력량계
200 : 전력량계의 휴대용 오차보정장치
201 : 게측장치 202 : 중앙처리장치
203 : 제어부 206 : 통신부

Claims (4)

  1. 다수의 상이한 전력량계별로 병렬로 설치 연결하여, 상기 전력량계에서 상용전원을 공급받을 경우에, 외부 표면 CT 및 PT로부터 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측하는 계측장치;
    상기 계측장치에 의해 계측된 전압과 전류, 위상각을 평균한 실측값과 미리 설정된 기준값을 비교하여, 전력량계별로 오차를 보정하는 중앙처리장치; 및
    상기 중앙처리장치에 의해 보정된 값으로 전력량을 산출하는 제어부; 를 포함하고 있으며,

    상기 전력량계와 상기 중앙처리장치는,
    상기 다수의 상이한 전력량계별로 장치등록 정보와 오차 정보 및 전력량 정보를 저장한 테이블을 동일하게 구비하고, 상기 테이블의 정합 관계를 미리 설정 등록해서,
    상기 중앙처리장치는,
    a) 상기 전력량계의 테이블 내에 장치등록 정보를 변경할 경우, 상기 정합 관계에 따라서 상기 변경된 장치등록 정보를 자체 테이블에 동기화하고,
    b) 상기 장치등록 정보를 동기화할 경우에, 상기 테이블 내에 장치등록 정보를 상이한 전력량계 장치유형과 데이터 형식별로 다원화하여 동기화하므로, 실시간으로 전력량계의 장치DB를 일치 유지하며,

    상기 중앙처리장치는,
    a) 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 상용전원의 전압과 전류, 위상각 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 산출해서 제공하는 전력량계측 정상인식모델을 미리 등록하고,
    b) 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 입력받을 경우, 상기 전력량계측 정상인식모델로부터 현재 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 해당하는 추천값과 비교해서, 실시간으로 전력량계측 정상인식 여부를 검출하고,

    상기 전력량계측 정상인식모델은,
    a) 상기 전력량계측 정상인식 여부를 검출할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 각각의 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 장소와 시간대 유형별로 분류하여 학습하는 모델을 정의하고,
    b) 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각 특징을 나타내는 데이터셋을 추출하고,
    c) 상기 데이터셋을 다수의 상이한 설치 장소와, 사용 시간대 정보를 반영하여 속성화하며,
    d) 상기 속성화한 결과를 기초로 해서, 상기 상이한 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각의 속성을 결정하고,
    e) 상기 결정 결과를 정규화해서,
    f) 상기 정규화 결과를 기초로 해서 각각의 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 설정하여, 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 각각의 추천값을 산출하는 정보를 생성하기 위해서, 각각의 추천값을 독립 변수로 설정하고, 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 종속 변수로 설정하고,
    g) 상기 설정 결과를 학습 및 훈련 데이터로 생성하여,
    h) 상기 생성한 결과로부터 딥러닝 기반의 전력량계측 정상인식모델을 생성하는 것; 을 특징으로 하는 전력량계의 휴대용 오차보정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중앙처리장치와 상기 전력량계는,
    상기 DB를 전력량계별로 일치할 경우에, 상기 테이블에 전력량계 등록 정보를 상이한 전력량계와 장소별로 분류 등록하고,

    상기 중앙처리장치는,
    a) 상기 테이블 내에 등록 정보가 변경할 경우, 상기 정합 관계에 따라서 상기 변경한 정보를 자체 테이블에 실시간으로 동기화하므로, 전력량계 등록 정보를 일치하고,
    b) 상기 전력량계 등록 정보를 일치할 경우에, 상기 전력량계와 장소별 전력량계 등록 정보 내에 상이한 데이터 형식과 데이터 유형별로 등록 정보를 다원화하여 동기화함으로써, 상호 간에 DB를 일치 유지하는 것; 을 특징으로 하는 전력량계의 휴대용 오차보정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 중앙처리장치는,
    a) 상기 각 DB를 일치할 경우에, 상기 테이블에 다수의 상이한 전력량계 업체와 장소별로 회원 정보를 등록해서,
    b) 회원의 현황정보를 요청받을 경우, 상기 테이블로부터 회원의 현황정보를 상기 정합 관계에 따라서 상이한 전력량계 업체와 장소별로 상기 전력량계에 제공하는 것; 을 특징으로 하는 전력량계의 휴대용 오차보정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 중앙처리장치는,
    a) 상기 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 계측할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 상용전원의 전력량 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 산출해서 제공하는 전력량 알림모델을 미리 등록하고,
    b) 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 입력받을 경우, 상기 전력량 알림모델로부터 현재 전력량 추천값을 제공하고,

    상기 전력량 알림모델은,
    a) 상기 전력량 추천값을 제공할 경우에, 상기 전력량계로부터 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 수집 누적화하여, 전력량 추천값을 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 장소와 시간대 유형별로 분류하여 학습하는 모델을 정의하고,
    b) 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각 특징을 나타내는 데이터셋을 추출하고,
    c) 상기 데이터셋을 다수의 상이한 설치 장소와, 사용 시간대 정보를 반영하여 속성화하며,
    d) 상기 속성화한 결과를 기초로 해서, 상기 상이한 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각의 속성을 결정하고,
    e) 상기 결정 결과를 정규화해서,
    f) 상기 정규화 결과를 기초로 해서 각각의 학습 모델별로 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 설정하여, 다수의 상이한 전력량계와 CT, PT 유형별과, 설치 장소와 사용 시간대 유형별로 전력량 추천값을 산출하는 정보를 생성하기 위해서, 각각의 추천값을 독립 변수로 설정하고, 상용전원의 전압과 전류, 위상각을 종속 변수로 설정하고,
    g) 상기 설정 결과를 학습 및 훈련 데이터로 생성하여,
    h) 상기 생성한 결과로부터 딥러닝 기반의 전력량 알림모델을 생성하는 것; 을 특징으로 하는 전력량계의 휴대용 오차보정장치.
















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