KR102556433B1 - 엣지 컴퓨팅과 마이크로 pmu를 활용한 배전 보호협조 시스템 및 그 방법 - Google Patents

엣지 컴퓨팅과 마이크로 pmu를 활용한 배전 보호협조 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

실시예에 따르면, 배전　계통에 연결되어 상기　배전　계통에 대한 계통 감시 신호를 생성하고, 제어 신호를 수신하여 상기　배전　계통의 개폐장치를 제어하는 적어도 하나의　PMU(Phasor measurement Unit) 단말장치; 및 상기 배전 계통에 설치되어 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치로부터 상기 계통 감시 신호를 수집하여 고장이 발생한 구간을 예측한 후, 고장 발생구간의 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송하는 엣지 컴퓨팅 장치를 포함하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템을 제공한다.

Description

엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템 및 그 방법{Distribution protection coordination system and method using edge computer and micro PMU}
본 발명의 실시예는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
현재 배전계통 보호협조는 시리얼 1:1 통신을 통해 인접 단말장치 간에 고장정보를 교환하고, 그 정보를 바탕으로 각각의 단말장치에서 보호협조 알고리즘이 수행되고 있다.
또한, 주변 배전 계통 정보 없이 단일 단말장치에서 수행하는 방식으로 고장구간 감지시 인접한 단말장치에서 수신된 정보만을 가지고 보호협조 알고리즘을 통해 정전 범위를 축소하는 방식이다. 이 방법은 다양한 배전선로(수지상, 루프, 네트워크 등) 운영방식 모두에 대해 최적의 보호협조 처리를 보장할 수 없다.
또한, 현재 배전선로의 부하와 분산전원 및 EV 등에 대한 고려 없이 수행되고 있어 정전 범위가 확대될 수 있다. 그리고 단말장치 구성에 대한 변화(추가, 삭제, 교체 등)에 대응하기 위해 단말장치 및 시스템의 재설정이 필요하여 그에 따른 비효율이 발생한다.
이러한 단점 해결과 좀 더 나은 배전 서비스를 위해 기존 시리얼 통신 방식을 대체하고, 신속하고 효율적인 보호협조 방식을 수행할 수 있는 시스템 구축이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 배전 계통에서 고장 발생시 신속하게 고장구간을 분리하고 분리로 인한 정전을 최소화할 수 있는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
실시예에 따르면, 배전　계통에 연결되어 상기　배전　계통에 대한 계통 감시 신호를 생성하고, 제어 신호를 수신하여 상기　배전　계통의 개폐장치를 제어하는 적어도 하나의　PMU(Phasor measurement Unit) 단말장치; 및 상기 배전 계통에 설치되어 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치로부터 상기 계통 감시 신호를 수집하여 고장이 발생한 구간을 예측한 후, 고장 발생구간의 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송하는 엣지 컴퓨팅 장치를 포함하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템을 제공한다.
상기 계통 감시 신호는 설치된 지점의 상별 전압, 상별 전류, 동기화 시간 및 주파수 정보를 포함할 수 있다.
상기 엣지 컴퓨팅 장치는 동일한 동기화 시간에 수집된 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 정보를 비교하여 이상 발생 PMU단말장치를 판별하고, 상기 이상 발생 PMU 단말장치를 연결하는 선로를 상기 고장 발생 구간으로 예측할 수 있다.
상기 엣지 컴퓨팅 장치는 상기 이상 발생 PMU단말장치로 고장 구간 분리 제어 신호를 전송할 수 있다.
상기 엣지 컴퓨팅 장치는 고장 구간 상황에 대응되는 최적 전력 투입 연계점 정보가 포함된 상기 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하여 해당 PMU 단말장치로 전송할 수 있다.
상기 PMU단말장치와 상기 엣지 컴퓨팅 장치는 이더넷 통신 방식으로 데이터 통신을 수행할 수 있다,
실시예에 따르면, 배전　계통에 연결되는 PMU(Phasor measurement Unit) 단말장치가 상기　배전　계통에 대한 계통 감시 신호를 생성하는 단계; 상기 배전 계통에 설치되는 엣지 컴퓨팅 장치가 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치로부터 상기 계통 감시 신호를 수집하여 고장이 발생한 구간을 예측하는 단계; 상기 엣지 컴퓨팅 장치가 고장 발생구간의 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송하는 단계; 및 상기 제어 신호를 수신한 PMU단말장치가 상기 제어 신호에 따라 상기　배전　계통의 개폐장치를 제어하는 단계를 포함하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법을 제공한다.
상기 계통 감시 신호는 설치된 지점의 상별 전압, 상별 전류, 동기화 시간 및 주파수 정보를 포함할 수 있다.
상기 고장이 발생한 구간을 예측하는 단계는, 상기 엣지 컴퓨팅 장치가 동일한 동기화 시간에 수집된 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 정보를 비교하여 이상 발생 PMU단말장치를 판별하고, 상기 이상 발생 PMU 단말장치를 연결하는 선로를 상기 고장 발생 구간으로 예측할 수 있다.
상기 고장이 발생한 구간을 예측하는 이후에, 상기 엣지 컴퓨팅 장치가 상기 이상 발생 PMU단말장치로 고장 구간 분리 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 투입 연계 제어 신호를 전송하는 단계는, 상기 엣지 컴퓨팅 장치가 고장 구간 상황에 대응되는 최적 전력 투입 연계점 정보가 포함된 상기 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하여 해당 PMU 단말장치로 전송할 수 있다.
상기 PMU단말장치와 상기 엣지 컴퓨팅 장치는 이더넷 통신 방식으로 데이터 통신을 수행할 수 있다.
실시예에 따르면, 전술한 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체를 제공한다.
본 발명인 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템 및 그 방법은 배전 계통에서 고장 발생시 신속하게 고장구간을 분리하고 분리로 인한 정전을 최소화할 수 있다.
또한, 정밀한 배전 계통 데이터를 실시간으로 수집하고 활용하여 현장에서 즉각적인 상태 예측과 제어처리를 수행할 수 있다.
도1은 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도2는 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도3 내지 도5는 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도1은 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도2는 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도1 내지 도2를 참조하면, 배전계통은 원격에서 현장의　배전계통을 실시간으로 감시하기 위하여　배전지능화 시스템이 적용될 수 있다.　배전지능화 시스템(1)은 주장치(10),　PMU 단말장치(20),　배전기기(30) 및 엣지 컴퓨팅 장치(40)를 포함하여 구성되며　배전기기(30)에서 제공하는 전압 및 전류 신호를　PMU단말장치(20)에서 연산하여 통신장치(미도시)를 통하여 주장치(10)로 전송할 수 있다. 실시예에서 배전기기와 개폐장치는 혼용되어 사용될 수 있다.
실시예에 따른 PMU단말장치(20)는 배전　계통에 연결되어　배전　계통에 대한 계통 감시 신호를 생성하고, 제어 신호를 수신하여 배전　계통의 개폐장치(30)를 제어할 수 있다.
실시예에서, 계통 감시 신호는 설치된 지점의 상별 전압, 상별 전류, 동기화 시간 및 주파수 정보를 포함할 수 있다.
PMU단말장치(FRTU: Feeder Remote Terminal Unit)(20)는 다양한 배전 방식으로 구축된 현장에 설치되어 배전계통 운영데이터를 수집하고 그 데이터를 전송하고, 제어 신호를 수신받아 제어처리를 수행한다. 본 발명에서의 PMU단말장치(20)는 이더넷 방식의 통신을 수행할 수 있다.
실시예에 따른 PMU단말장치(20)는 단말장치에 마이크로 PMU(Phasor Measurement Unit)를 추가로 설치하여, PTP(Precsion Time Protocol) 방식을 통하여 나노초 단위로 PTP서버(50)와 시간 동기화될 수 있으며, 고정밀의 계통 감시 신호를 계측할 수 있다.
PMU단말장치(20)는 송전 선로의 CT, 모선의 PT로부터 전류와 전압을 측정하여 GPS 시간 신호 기준으로 신호처리(Signal Processing)기법을 통하여 Phasor 값을 구하고, 연산된 Phasor 값을 GPS 시간과 함께 IEEE C37.118-2005 표준 규격에 맞춰 RCC(Regional Control Center) Level의 운영시스템으로 데이터를 전송할 수 있다. 전송하는 데이터는 GPS 시간, 전압 Phasor, 전류 Phasor, 유효전력, 무효전력, 주파수, 동기화 시간을 포함할 수 있다.
PMU단말장치(20)는　배전기기(30)에 따라 차단기(리클로져)용과 개폐기용으로 구분되며　배전 변전소를　배전계통의 부하에 연결하거나 또는 분리시키는 제어동작을 수행하게 된다.　배전기기(30)가　배전계통에 투입될 때 돌입전류가 발생하게 되는데　PMU　단말장치(20)는 돌입전류를 고장전류로 판단하여　배전선로에 이상이 발생하지 않은 경우임에도 불구하고　배전기기에 트립(trip)동작 제어명령을 전송하게 된다.
PMU단말장치(20)는　배전지능화 개폐장치(30)와 함께 설치되어　배전선로에 흐르는 전류, 전압을 실시간 계측하고 다양한 전력량을 연산하며,　배전선로 지락이나 단락 등의 고장 발생시 그 상태를 감지하여 원격의　배전사령실로 전송할 수 있다.　PMU단말장치(20)는 개폐장치(30)의 제어명령을 수신, 고장지점의　배전선로를 개방함으로써 고장 범위(정전 등)를 최소화할 수 있다. 또한,　배전선로에서 발생하는 모든 이벤트를 저장하여 고장원인 분석을 위한 정보를 제공하며,　배전선로 상태를 DNP3.0 Protocol 등을 이용하여 원격지로 전송함으로써　배전선로의 원격 상태감시 및 제어를 실행할 수 있다.
배전용 개폐장치(30)는　배전선로의 고장발생 구간을 검출 및 분리하고(배전선로 보호협조), 선로 작업시 정전구간을 축소하며, 부하절환을 통해 과부하 선로를 해소시킬 수 있다.
배전용 개폐장치(30)는 조작 방식에 따라 수동 개폐기와 자동 개폐기로 나눌 수 있으며, 내부 절연물에 따라 가스절연 개폐기, 유입 개폐기, 진공 개폐기 등으로 나눌 수도 있다. 이중, 수동 개폐기는 현장 작업자가 지상에서 직접 개폐기를 개방 또는 투입하고, 자동 개폐기(배전지능화 개폐기)는 원격지의　배전사령실에서　배전지능화망을 통해 개폐기를 개방 또는 투입함으로써 선로를 개폐하는 방식을 사용하며, 이를 위한 구동장치부, 전류 및 전압을 계측할 수 있는 CT(Current Transformer)와 PT(Potential Transformer), 각종 상태감시용 접점이나 센서 등이 내장될 수 있다.
주장치(10)는　PMU　단말장치(20)를 통해 송출하는　배전선로 지락이나 단락 등의 고장 발생 신호,　배전지능화 개폐기의 상태 정보,　배전선로의 전류 및 전압 신호 등을 실시간 감시할 수 있다. 주장치(10)는 고장발생 구간을 검출할 수 있으며　배전지능화 개폐장치(30)의 동작 상태를 실시간 감시하고, 고장발생 구간이　배전　지능화 개폐장치(30)에 의해 개방되도록 제어하는 제어 명령을　PMU　단말장치(20)에 전송할 수 있다.
엣지 컴퓨팅 장치(40)는 배전 계통에 설치되어 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치(20)로부터 계통 감시 신호를 수집하여 고장이 발생한 구간을 예측한 후, 고장 발생구간의 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송할 수 있다. 엣지 컴퓨팅 장치(40)는 데이터 소스의 물리적 위치와 최대한 가까운 곳에서 컴퓨팅을 수행하는 개념으로, 컴퓨팅 서비스를 사용하는 PMU단말장치(20)와 가까운 위치에서 처리하게 되면 사용자는 더욱 빠르고 안정적인 서비스를 제공 받을 수 있다.
PMU단말장치(20)와 엣지 컴퓨팅 장치(40)는 이더넷 통신 방식으로 데이터 통신을 수행할 수 있다. 엣지 컴퓨팅 장치(40)는 도2와 같이 루프(Loop) 형식의 배전 선로에 설치되어 있는 모든 PMU단말장치(20)와 이더넷 통신 방식으로 데이터 통신을 수행하여 계통 감시 신호를 수집할 수 있다. 또한, 수지상(Radial) 형식, 네트워크(Network)) 형식의 배전선로에서도 이더넷 통신 방식으로 기 설정된 범위안의 PMU단말장치(20)와 통신을 수행하여 계통 감시 신호를 수집할 수 있다.
엣지 컴퓨팅 장치(40)는 동일한 동기화 시간에 수집된 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 정보를 비교하여 이상 발생 PMU단말장치(21, 22)를 판별하고, 이상 발생 PMU 단말장치(21, 22)를 연결하는 선로를 상기 고장 발생 구간으로 예측할 수 있다.
또한, 엣지 컴퓨팅 장치(40)는 이상 발생 PMU단말장치(21, 22)로 고장 구간 분리 제어 신호를 전송할 수 있으며, 고장 구간 상황에 대응되는 최적 전력 투입 연계점 정보가 포함된 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하여 해당 PMU 단말장치(23)로 전송할 수 있다.
도3은 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도3을 참조하면, 먼저 PMU 단말장치는 배전　계통에 대한 계통 감시 신호를 생성한다(S301).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치로부터 계통 감시 신호를 수집하여 고장이 발생한 구간을 예측한다. 엣지 컴퓨팅 장치는 동일한 동기화 시간에 수집된 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 정보를 비교하여 이상 발생 PMU단말장치를 판별하고, 이상 발생 PMU 단말장치를 연결하는 선로를 고장 발생 구간으로 예측한다. 엣지 컴퓨팅 장치는 고장이 발생한 경우 주장치로 알림 신호를 전송한다(S302~305).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 이상 발생 PMU단말장치로 고장 구간 분리 제어 신호를 전송한다(S306).
다음으로, 고장 구간 분리 제어 신호를 수신한 이상 발생 PMU단말장치는 수신한 고장 구간 분리 제어 신호에 따라 개폐기를 제어하여 고장 구간을 분리한다(S307).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 고장 발생구간의 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송한다. 엣지 컴퓨팅 장치는 고장 구간 상황에 대응되는 최적 전력 투입 연계점 정보가 포함된 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하여 해당 PMU 단말장치로 전송한다(S308).
다음으로, 전력 투입 연계 제어 신호를 수신한 PMU단말장치는 제어 신호에 따라 배전　계통의 개폐장치를 투입한다(S309).
엣지 컴퓨팅 장치는 PMU단말장치로부터 계통 감시 신호를 지속적으로 수집하여 정전 상황을 판별하고 주장치로 알림 신호를 전송한다(S310).
도4는 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅 장치가 고장이 발생한 구간을 예측하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도4를 참조하면 먼저 엣지 컴퓨팅 장치는 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 정보에 대한 정상 임계 범위를 설정한다(S401).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치로부터 수집한 상별 전압, 상별 전류 및 주파수를 각각의 정상 임계 범위와 비교한다(S402).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 중 적어도 하나가 정상 임계 범위를 벗어나는 경우 해당 PMU단말장치를 이상 발생 PMU단말장치로 판단한다. 동시에 엣지 컴퓨팅 장치는 동일한 동기화 시간을 가지는 다른 PMU단말장치의 고장 발생 유무를 동일한 방식으로 판단한다(S403).
엣지 컴퓨팅 장치는 이상 발생 PMU단말장치가 1개인 경우 1차 고장 판단 알림을 주장치로 전송한다(S404~405).
또는, 엣지 컴퓨팅 장치는 이상 발생 PMU단말장치가 2개인 경우 2개의 이상 발생 PMU단말장치 사이 선로가 인접한지 여부를 판단한다(S406).
엣지 컴퓨팅 장치는 2개의 이상 발생 PMU단말장치 사이 선로가 인접한 경우, 2개의 이상 발생 PMU단말장치 사이의 선로를 고장 발생 구간으로 예측한다(S407~408).
엣지 컴퓨팅 장치는 예측한 고장 발생 구간을 주장치로 전송한다(S409).
또는, 엣지 컴퓨팅 장치는 장치는 2개의 이상 발생 PMU단말장치 사이 선로가 인접하지 않은 경우, 2차 고장 판단 알림을 주장치로 전송한다(S410).
또는 엣지 컴퓨팅 장치는 이상 발생 PMU단말장치가 3개 이상인 경우 3개의 이상 발생 PMU단말장치 사이 선로가 인접한지 여부를 판단한다(S411~S412).
엣지 컴퓨팅 장치는 인접한 2개의 이상 발생 PMU단말장치가 존재하는 경우, 인접한 2개의 이상 발생 PMU단말장치 사이의 선로를 고장 발생 구간으로 예측한다(S413).
엣지 컴퓨팅 장치는 예측한 고장 발생 구간을 주장치로 전송한다(S409).
또는, 엣지 컴퓨팅 장치는 인접한 2개의 이상 발생 PMU단말장치가 존재하지 않는 경우, 1차 고장 판단 알림을 주장치로 전송한다(S414).
도 5는 실시예에 따른　엣지 컴퓨팅 장치가 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도5를 참조하면 먼저, 엣지 컴퓨팅 장치는 주장치로부터 변경된 계통 정보를 실시간으로 수집한다(S501).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 고장 발생 구간의 정전을 최소화하기 위한 전력 연계점 매트릭스 시뮬레이션을 수행한다(S502).
실시예에서, 전력 연계점 매트릭스는 고장 발생 구간 분리시 전력공급이 중단될 경우, 다른 전력공급원으로 전력을 투입하기 위한 연계점에 대한 정보를 의미할 수 있다. 전력 연계점 매트릭스는 고장구간 분리를 가정한 다양한 상황을 시뮬레이션하여 생성될수 있다. 예를 들면, 도2의 A 단말장치를 통해 고장구간을 분리했을 경우, B단말장치 구간에 정전상황이 발생하게 되는데, C 단말장치의 연계점 개방을 통해 B 단말장치 구간의 정전을 복구할 수 있다. 이러한 방식으로 모든 고장구간 분리 상황에 대응되는 전력투입 연계점에 대한 정보를 시뮬레이션 하고. 그 결과를 전력 연계점 매트릭스로 저장할 수 있다. 이후, 실제 고장이 발생하였을 경우 해당 고장구간에 대한 구간 정보를 전력 연계점 매트릭스에 입력하면 투입 연계점을 산출할 수 있다.다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 시뮬레이션에 따라 정전 구간을 최소화 할 수 있는 최적 시뮬레이션 결과를 저장한다(S503).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 최적 시뮬레이션 결과 및 고장 구간 분리 정보를 이용하여 전력 투입 연계점을 판단한다(S504~506).
다음으로, 엣지 컴퓨팅 장치는 판단한 전력 투입 연계점에 대응되는 PMU단말장치로 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하여 전송한다(S507).
전술한 바와 같이 실시예에 따른 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템 및 그 방법은 다양한 배전현장에 이더넷 통신환경과 마이크로 PMU가 탑재된 단말장치, 엣지 컴퓨팅이 가능한 장치를 배전계통에 설치하여, 엣지 컴퓨팅 장비에서 주변 단말장치의 데이터를 실시간으로 수집할 수 있으며, 수집한 상태정보와 주변 계통정보를 통하여 고장구간 예측 및 고장구간을 분리하고 연계점을 통한 전력공급으로 정전구간을 최소화할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는　기록매체　내지 저장매체도 들 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 배전지능화 시스템
10: 주장치
20:　PMU 단말장치
30:　배전기기
40: 엣지 컴퓨팅 장치

Claims (13)

  1. 배전　계통에 연결되어 상기　배전　계통에 대한 계통 감시 신호를 생성하고, 제어 신호를 수신하여 상기　배전　계통의 개폐장치를 제어하는 적어도 하나의　PMU(Phasor measurement Unit) 단말장치; 및
    상기 배전 계통에 설치되어 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치로부터 상기 계통 감시 신호를 수집하여 이상 발생 PMU단말장치 및 고장이 발생한 구간을 예측한 후, 고장 발생구간의 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송하는 엣지 컴퓨팅 장치를 포함하며,
    상기 엣지 컴퓨팅 장치는 모든 고장구간 분리 상황에 대응되는 전력투입 연계점에 대한 정보를 시뮬레이션 하고, 그 결과를 전력 연계점 매트릭스로 저장하며, 실제 고장구간에 대한 구간 정보를 상기 전력 연계점 매트릭스에 입력하여 투입 연계점을 산출하여 정전 구간을 최소화 할 수 있는 최적 시뮬레이션 결과를 저장하며, 상기 최적 시뮬레이션 결과 및 고장 구간 분리 정보를 이용하여 전력 투입 연계점을 판단한 후, 상기 전력 투입 연계점에 대응되는 PMU단말장치로 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하여 전송하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계통 감시 신호는 설치된 지점의 상별 전압, 상별 전류, 동기화 시간 및 주파수 정보를 포함하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 엣지 컴퓨팅 장치는 동일한 동기화 시간에 수집된 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 정보를 비교하여 이상 발생 PMU단말장치를 판별하고, 상기 이상 발생 PMU 단말장치를 연결하는 선로를 상기 고장 발생 구간으로 예측하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 엣지 컴퓨팅 장치는 상기 이상 발생 PMU단말장치로 고장 구간 분리 제어 신호를 전송하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 PMU단말장치와 상기 엣지 컴퓨팅 장치는 이더넷 통신 방식으로 데이터 통신을 수행하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 시스템.
  7. 배전　계통에 연결되는 PMU(Phasor measurement Unit) 단말장치가 상기　배전　계통에 대한 계통 감시 신호를 생성하는 단계;
    상기 배전 계통에 설치되는 엣지 컴퓨팅 장치가 기 설정된 범위에 설치되어 있는 PMU단말장치로부터 상기 계통 감시 신호를 수집하여 이상 발생 PMU단말장치 및 고장이 발생한 구간을 예측하는 단계;
    상기 엣지 컴퓨팅 장치가 고장 발생구간의 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송하는 단계; 및
    상기 제어 신호를 수신한 PMU단말장치가 상기 제어 신호에 따라 상기　배전　계통의 개폐장치를 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 전력 투입 연계를 위한 전력 투입 연계 제어 신호를 전송하는 단계는, 상기 엣지 컴퓨팅 장치는 모든 고장구간 분리 상황에 대응되는 전력투입 연계점에 대한 정보를 시뮬레이션 하고, 그 결과를 전력 연계점 매트릭스로 저장하며, 실제 고장구간에 대한 구간 정보를 상기 전력 연계점 매트릭스에 입력하여 투입 연계점을 산출하여 정전 구간을 최소화 할 수 있는 최적 시뮬레이션 결과를 저장하며, 상기 최적 시뮬레이션 결과 및 고장 구간 분리 정보를 이용하여 전력 투입 연계점을 판단한 후, 상기 전력 투입 연계점에 대응되는 PMU단말장치로 전력 투입 연계 제어 신호를 생성하여 전송하는 단계를 포함하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 계통 감시 신호는 설치된 지점의 상별 전압, 상별 전류, 동기화 시간 및 주파수 정보를 포함하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고장이 발생한 구간을 예측하는 단계는,
    상기 엣지 컴퓨팅 장치가 동일한 동기화 시간에 수집된 상별 전압, 상별 전류 및 주파수 정보를 비교하여 이상 발생 PMU단말장치를 판별하고, 상기 이상 발생 PMU 단말장치를 연결하는 선로를 상기 고장 발생 구간으로 예측하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 고장이 발생한 구간을 예측하는 이후에,
    상기 엣지 컴퓨팅 장치가 상기 이상 발생 PMU단말장치로 고장 구간 분리 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법.
  11. 삭제
  12. 제7항에 있어서,
    상기 PMU단말장치와 상기 엣지 컴퓨팅 장치는 이더넷 통신 방식으로 데이터 통신을 수행하는 엣지 컴퓨팅과 마이크로 PMU를 활용한 배전 보호협조 방법.
  13. 제7항 내지 제10항 및 제12항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한　기록매체.
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