KR20010087599A - System for controlling power supply - Google Patents

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KR20010087599A
KR20010087599A KR1020000011428A KR20000011428A KR20010087599A KR 20010087599 A KR20010087599 A KR 20010087599A KR 1020000011428 A KR1020000011428 A KR 1020000011428A KR 20000011428 A KR20000011428 A KR 20000011428A KR 20010087599 A KR20010087599 A KR 20010087599A
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Abstract

PURPOSE: An electric power control system is provided to manage loading efficiently according to the pattern analysis of the electric power consumption and to supply a radio two directional communication module, which is necessary for the radio control and the remote control. CONSTITUTION: The electric power control system includes an RF signal detecting instrument(1), an electric power detecting instrument(2), a load control shortage module(3), a system controller(4) and a power supplying instrument(5). The RF signal detecting instrument(1) detects the RF signal, which flows in from the outside. The electric power detecting instrument(2) detects flowing of the load current and converts it into the consumed power quantities. The load control shortage module(3) shorts and connects loading. The system controller(4) controls the operation of the system and stores the gained data. The power supplying instrument(5) supplies the electric power to the RF signal detecting instrument(1), the electric power detecting instrument(2), the load control shortage module(3) and the system controller(4).

Description

전력 제어 시스템{System for controlling power supply}Power Control System {System for controlling power supply}

본 발명은 전력 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 전력량 적산 측정기능 뿐만 아니라 원격 전력 소모량 검침 및 원격 단락 및 부하 제어의 기능을 구비한 전력량계의 전력 제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control system, and more particularly to a power control system of a wattmeter having functions of remote power consumption metering and remote short circuit and load control.

최근, 산업화 및 정보화의 규모가 증대되고 그 속도가 증가됨에 따라 상대적으로 전력 소모량이 엄청난 규모로 증대되어 효율적인 부하 관리가 필요 하다.In recent years, as the scale of industrialization and informatization increases and the speed thereof increases, power consumption is increased to an enormous scale and efficient load management is required.

예를 들어, 한국전력의 시간제 별 요금제도의 도입과 민영화에 따른 전력 수급 개별화 및 경쟁화를 통해 보다 효과적인 전력자원의 활용 방안이 대두되어 국가 자원인 전력의 효율적인 운영이 중요한 쟁점으로 대두되고 있는 실정이다.For example, KEPCO's hourly rate system and individualization and competition of electric power supply and demand due to privatization have emerged to make more efficient use of electric power resources, and the efficient operation of electric power, a national resource, has emerged as an important issue. to be.

그러나, 현재 사용되고 있는 전력량계는 아날로그의 전력 적산기능을 단순한 디지털 전력 적산기능으로 대체하여 사용하고 있다. 그러나, 이러한 종래의 디지털 전력량계는 단순히 전력 적산기능 만을 보유하고 있으므로, 전력 소모량의 증가에 따른 부하관리가 효율적으로 이루어지지 못하고 있다.However, currently used wattmeters replace the analog power integration function with a simple digital power integration function. However, since such a conventional digital electricity meter has only a power integration function, load management according to an increase in power consumption is not efficiently performed.

또한, 전력의 효율적인 운영을 위하여, 부하전원을 원격적으로 차단하는 원격 개폐기능이 요구되고 있지만, 이러한 요구를 만족시키는 전력량계의 보급이 이루어지지 않아, 국가적인 전력 정책이 산업현장에 밀접히 반영되기 어려운 실정이다.In addition, for the efficient operation of electric power, a remote opening and closing function is required to cut off the load power remotely, but since the distribution of electricity meters that satisfy these requirements is not made, it is difficult for the national power policy to be closely reflected in the industrial site. It is true.

따라서, 본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전력소비 패턴 분석에 따른 효율적인 부하관리 운영을 할 수 있는 전력제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power control system capable of efficient load management operation according to power consumption pattern analysis.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 한국전력 수요관리 통제소에서 운영하고 있는 RF(Radio Frequency) 신호에 의한 원격 전력제어 시스템과의 공동 운용에 필요한 무선제어 모듈 및 원격 검침을 위해 필요한 무선 쌍방향 통신모듈을 구성한 전력제어 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a wireless control module and a wireless two-way communication module required for the remote meter reading and co-operation with the remote power control system by RF (Radio Frequency) signal operated by the Korea Electric Power Demand Management Office The purpose is to provide a configured power control system.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 제어 시스템은 외부로부터 유입되어지는 RF 신호를 검출하기 위한 RF 신호 검출 수단과, 부하 전류의 흐름을 검출하여 소요된 전력량으로 변환하는 전력 검출 수단과, 부하의 단락 및 연결을 위한 부하제어 단락 모듈과, 시스템의 동작을 제어하고 획득된 데이터를 저장하는 시스템 콘트롤러와, 상기 부하제어 단락 모듈, 전력 검출 수단, RF 신호 검출 수단 및 상기 시스템 콘트롤러에 전원을 공급하는 전원공급 수단을 포함하여 구성되고, 디지털 전력량계의 원격 검침, 원격 단락 제어 기능 및 부하 제어 기능을 수행하도록 하는 것을 특징으로 한다.The power control system according to the present invention for achieving the above object is an RF signal detection means for detecting an RF signal flowing from the outside, a power detection means for detecting the flow of the load current and converting it into the amount of power required; A load control short circuit module for shorting and connecting the load, a system controller for controlling the operation of the system and storing the obtained data, and supplying power to the load control shorting module, the power detecting means, the RF signal detecting means, and the system controller. It comprises a power supply means for supplying, characterized in that to perform the remote meter reading, remote short-circuit control function and load control function of the digital electricity meter.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어 시스템의 블럭도.1 is a block diagram of a power control system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 부하제어 단락 모듈의 상세 회로도.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the load control short circuit module of FIG. 1. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: RF 신호 검출 수단 2: 전력 검출 수단1: RF signal detecting means 2: Power detecting means

3: 부하제어 단락 모듈 4: 시스템 콘트롤러3: Load control short circuit module 4: System controller

5: 전원공급 수단5: power supply means

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력제어 시스템의 블럭도로서, 외부로부터 유입되어지는 RF 신호를 검출하기 위한 RF 신호 검출 수단(1)과, 부하 전류의 흐름을 검출하여 소요된 전력량으로 변환하는 전력 검출 수단(2)과, 부하의 단락 및 연결을 위한 부하제어 단락 모듈(3)과, 시스템의 동작을 제어하고 획득된 데이터를 저장하는 시스템 콘트롤러(4)와, 상기 RF 신호 검출 수단(3), 전력 검출 수단(2), 부하제어 단락 모듈(3) 및 상기 시스템 콘트롤러(4)에 전원을 공급하는 전원공급 수단(5)으로 구성된다.1 is a block diagram of a power control system according to an embodiment of the present invention, the RF signal detecting means (1) for detecting the RF signal flowing from the outside, the flow of load current is detected and converted into the amount of power required Power detection means 2, load control short-circuit module 3 for short-circuit and connection of load, system controller 4 for controlling the operation of the system and storing the obtained data, and the RF signal detection means ( 3) a power detecting means 2, a load control short circuit module 3 and a power supply means 5 for supplying power to the system controller 4;

먼저, RF 신호 검출 수단(1)의 동작을 설명하면 다음과 같다.First, the operation of the RF signal detecting means 1 will be described.

RF 신호 검출 수단(1)은 322.1MHz 내지 328.6MHz의 UHF 대역 내의 주파수를 이용하여 POSCAG(Post Office Code Standardization Advisory Group) 포맷(format)에 의해 인코딩 되며, FSK-NRZ 변조된 신호를 수신하는 모듈로서, 더블 해테로다인 방식 데이터를 POCSAG 전용 디코딩 디바이스인 세이코 인스트루먼트사의 S-7041B에 의하여 디코딩하여 시스템 콘트롤러(4)의 MPU(41)의 인터럽트 버퍼(buffer)에 버퍼풀(bufferful) 신호를 유기시키고, 전송 숫자 데이터를 공급하는 장치이다.The RF signal detecting means 1 is a module that is encoded by a Post Office Code Standardization Advisory Group (POSCAG) format using a frequency in the UHF band of 322.1 MHz to 328.6 MHz, and is a module that receives an FSK-NRZ modulated signal. Decode the double heterodyne data by S-7041B of Seiko Instruments Co., Ltd., which is a decoding device for POCSAG, and induces a bufferful signal in the interrupt buffer of the MPU 41 of the system controller 4. It is a device that supplies transmission numeric data.

이러한 RF 신호 검출 수단(1)은 RF 페이저(RF Pager) 신호 수신을 위한 안테나(10), 임피던스정합부(11), 증폭기(12), 밴드 패스 필터(13), 밴드 패스 필터(13)를 통과한 RF 페이저 신호와 PLL 동기 신호를 혼합하는 혼합기(14), 필터(15), RF 신호 검출기(16), 전압 레귤레이션부(17), 복조부(18) 및 RF 모뎀 트랜시이버(19)로 구성된다.The RF signal detecting means 1 includes an antenna 10, an impedance matching unit 11, an amplifier 12, a band pass filter 13, and a band pass filter 13 for receiving an RF pager signal. Mixer 14, filter 15, RF signal detector 16, voltage regulator 17, demodulator 18 and RF modem transceiver 19 which mix the passed RF pager signal and PLL sync signal It consists of.

안테나(10)는 소형 루프 안테나로 이루어져 있으므로, 필드(field)의 편파 특성에 맞도록 설계되어 있으며, 동조주파수는 캐패시터(capacitor)에 의하여 조정하게 된다.Since the antenna 10 is composed of a small loop antenna, the antenna 10 is designed to match the polarization characteristic of the field, and the tuning frequency is adjusted by a capacitor.

상기 안테나(10)에 의해 로딩 된 신호를 증폭하는 RF 증폭기(11)는 고주파용 트랜지스터 2개를 사용하여으며, 동시에 밴드 패스 필터(13)로 영상신호의 억제와 기타 방해 신호를 제거한다.The RF amplifier 11 which amplifies the signal loaded by the antenna 10 uses two high-frequency transistors, and at the same time, the band pass filter 13 removes the suppression of the video signal and other disturbing signals.

한편, RF 신호 검출 수단(1)에 설치된 PLL 신디사이저(101)는 대역 통과 신호와 국부발진회로(102)에서 생성된 신호를 혼합하여 PLL이 지정하는 주파수로 1차변환하기 위해 사용된다. PLL 신디사이저(101) 소자로는 NPC(Nippon Precision Circuit Inc) 사의 SM 시리즈를 사용한다.On the other hand, the PLL synthesizer 101 provided in the RF signal detecting means 1 is used for first-order converting the band pass signal and the signal generated by the local oscillation circuit 102 to a frequency specified by the PLL. The PLL synthesizer 101 uses an SM series manufactured by Nippon Precision Circuit Inc. (NPC).

예를 들어, 현재 국내에서 통용되는 5개 지역주파수, 즉 325.025MHz(전북, 서울), 323.300MHz(경북), 323.75MHz(충남, 제주), 322.600MHz(강원), 322.125MHz(충북, 전남)의 수신 신호 주파수를 감안하 SM5165 소자로 주파수를 분리(frequency devide)한 후, 제 1 주파수인 21.6MHz로 변환 한다.For example, five local frequencies currently used in Korea: 325.025 MHz (Jeonbuk, Seoul), 323.300 MHz (Gyeongbuk), 323.75 MHz (Chungnam, Jeju), 322.600 MHz (Gangwon), 322.125 MHz (Chungbuk, Jeonnam) In consideration of the received signal frequency of the SM5165 device, the frequency (frequency devide) and then converted to the first frequency of 21.6MHz.

하지만, 변환 된 신호는 기준 주파수 이외에 혼합주파수 성분이 다수 존재 할 수 있으므로, 증폭하기 전 Fc=21.6MHz로 밴드 패스 필터링 한다.However, the converted signal may have a large number of mixed frequency components in addition to the reference frequency, so the bandpass filtering is performed with Fc = 21.6MHz before amplification.

이와 같이 밴드 리미트 된 신호는 RF 증폭단을 거쳐서 복조부(18) 소자로 신호를 인입하며, 이때 복조부(18) 소자는 2레벨 FSK 비교기(Comparator), 직교 검출기(Quadrature Detector), 저역 필터(Low Pass Filter), 데이터 형상회로(Data Shaping Circuit), 고속 충전회로(Quick Charge Circuit) 및 정전압 회로 등을 통해 2차 중간 주파수인 455KHz로 변환 한다.The band-limited signal is introduced into the demodulator 18 through the RF amplifier stage, wherein the demodulator 18 is a 2-level FSK comparator, quadrature detector, low pass filter. It is converted to 455KHz, which is the secondary intermediate frequency through pass filter, data shaping circuit, quick charge circuit and constant voltage circuit.

변조된 복조신호는 POCSAG 디코딩을 해야 하는 데, 디코딩 전용 칩으로는 여러회사의 제품이 있지만 세이코 인스트루먼사의 S-70L4B 디바이스를 이용하였다. 따라서, 복조된 신호가 POCSAG 형식에 준하여 디코딩된 후, 시스템 콘트롤러(4)에 디코드 된 데이터를 전송함으로써, 페이저 신호 수신을 위한 RF 모듈의 역할은 종료된다. 그리고, 자기 지역 확인이나, 방문자(Visitor) 수신 결정 등은 시스템 콘트롤러(4)에서 판단하여 목적에 맞는 기능을 수행 한다.The modulated demodulated signal must be POCSAG decoded, but the company's S-70L4B device is used by several companies as a dedicated chip. Therefore, after the demodulated signal is decoded in accordance with the POCSAG format, the decoded data is transmitted to the system controller 4, thereby ending the role of the RF module for receiving the pager signal. In addition, the system controller 4 determines the area of the user and determines the reception of the visitor to perform a function appropriate to the purpose.

이하, 쌍방향 데이터 통신에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the bidirectional data communication will be described.

본 발명의 실시예에 따르면, 원격검침과 기타 관리데이터의 쌍방향 통신을 위해서 패이저 수신 RF 신호 검출 수단(1)과는 별도로 무선쌍방향 모듈을 시스템 콘트롤러(4)에 구성한다.According to an embodiment of the present invention, a radio bidirectional module is constituted in the system controller 4 separately from the pager receiving RF signal detecting means 1 for bidirectional communication of remote meter reading and other management data.

이러한 무선 모뎀 모듈의 특성은 BIM-418-F/BIM-433-F 트랜시버와 Fo=418MHz 또는 439.92MHz를 사용하고, 출력은 10mW이며, 기시직선거리는 250 미터로 제한되어 있으며, 프로세서 형식은 PIC16C84-10이고, 전원은 9V 입력으로 결정하였다.These wireless modem modules feature a BIM-418-F / BIM-433-F transceiver with Fo = 418 MHz or 439.92 MHz, output power is 10 mW, the linear linear distance is limited to 250 meters, and the processor type is PIC16C84-. 10, and the power supply was determined with a 9V input.

본 발명에 따른 쌍방향 무선데이터 통신회로를 기존의 RF 무선 모듈을 사용하지 않고, 무선 모뎀형식을 사용하는 주된 이유는 데이터 정정기능과 캐리어 디텍션, 슈퓨리에스 전계증폭 효과를 억제하기 위함이다.The main reason for using the wireless modem type in the bidirectional wireless data communication circuit according to the present invention without using the existing RF wireless module is to suppress the data correction function, carrier detection, and the Spurious field amplification effect.

본 발명에 따른 쌍방향 데이터 통신모듈은 캐리어 디텍션이 프리엠블 코드에 동조되는 형식으로 동작하게 되는 데, 예를 들어, 대기(Standby) 모드에서 모뎀은 지속적으로 데이터 전송이 있는 지를 감시하게 되며, 이때 프리앰블(Preamble) 코드가 유입되면, PIC MPU(41)는 채널이 캐리어 디텍션을 사용하고 있음을 시스템 콘트롤러(4)에게 통지하고, RX단을 시스템 콘트롤러(4)에 개방하게 된다.The bidirectional data communication module according to the present invention operates in a manner in which carrier detection is tuned to a preamble code. For example, in a standby mode, the modem continuously monitors whether there is data transmission. When the (Preamble) code is introduced, the PIC MPU 41 notifies the system controller 4 that the channel is using carrier detection, and opens the RX stage to the system controller 4.

따라서, 수신시에 야기되는 문제를 시스템 콘트롤러(4)와 모뎀 MPU 사이에 의사 교환을 하게 되고, 모뎀은 원격모뎀과 필요시 데이터 정정신호를 보내게 된다. 여기서, 설명되지 않은 도면부호 42는 LCD 디스플레이 패널, 43은 디바이스 셀렉터, 45는 리얼 타임 클럭생성부, 44는 입출력 디바이스, 47은 이피롬, 48은 램, 그리고, 46은 SIO UART를 각각 나타낸다.Thus, a problem caused during reception is exchanged between the system controller 4 and the modem MPU, and the modem sends a data correction signal to the remote modem and, if necessary. Here, reference numeral 42, which is not described, denotes an LCD display panel, 43 denotes a device selector, 45 denotes a real-time clock generation unit, 44 denotes an input / output device, 47 denotes an epyrom, 48 denotes a RAM, and 46 denotes an SIO UART.

한편, 필요한 전송 프로토콜은 [프리앰블], [동기문자], [데이터], [에러검사코드]의 형식으로 이루어져 있다. 이때, 프리앰블은 추후 유입되는 바이너리 코드의 선두부분이므로, 6ms 이내 시간동안 지속한다. 동기문자는 부가적인 감지 에러를 유기하기 위한 첨가 코드로서, 시리얼 통신시 시스템 콘트롤러(4)의 SIO UART(46)에서 동기화하는 신호로 사용하여 노 패리티(No parity), 8비트, 1정지 비트로 되어 있으며, 에러 검사 코드는 동기문자와 데이터 비트스트림 정보를 반영한 코드로써 에러이텍션에 사용된다.On the other hand, the necessary transmission protocol consists of [preamble], [sync character], [data], and [error checking code]. At this time, since the preamble is the first part of the binary code introduced later, the preamble lasts for a time within 6 ms. The sync character is an additional code to induce an additional sensing error, and is used as a signal to be synchronized by the SIO UART 46 of the system controller 4 during serial communication, and thus, no parity, 8 bits, and 1 stop bit are used. The error check code reflects the sync character and data bitstream information and is used for error detection.

전송시 데이터는 1과 0에 어느정도 균형이 가해져야 하는 데, 이는 코드 발란싱(Code-Balancing)의 방식으로 해결한다.During transmission, the data must be balanced to 1 and 0, which is solved by code-balancing.

한편, 시스템 콘트롤러(4)를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the system controller 4 will be described as follows.

본 발명의 실시예에 따른 시스템의 동작을 제어하기 위하여, MPU(Micro Processsor Unit; 41))와 보조회로인 메모리 소자와 제어로직 소자가 필요하다.In order to control the operation of the system according to an embodiment of the present invention, an MPU (Micro Processor Unit Unit 41), an auxiliary circuit, a memory element, and a control logic element are required.

본 발명에 따르면, 주제어소자로써 인텔 또는 아트밀의 8051계를 사용하였고, 저전력 소모를 위하여 특히 80C 계열을 선택하였다. 본 시스템 콘트롤러(4)는 구체적인 구성요소로써 64K Eprom, 64K Ram과 표준시간 입력을 위한 달라스사의 리얼타임클락, 시리얼 통신을 위한 Maxim사 디바이스를 부속 소자로 PLD(Programable Logic Device)를 사용하여 여러가지 소자를 제어하기 위한 제어시퀀스를 만들어 내었다. 이중 입/출력 디바이스(44)인 HC541 계열을 사용하여 외부 입력 데이터를 수신하였다.According to the present invention, the 8051 series of Intel or Artmill was used as the main control element, and in particular, the 80C series was selected for low power consumption. This system controller (4) is a detailed component using 64K Eprom, 64K Ram, Dallas' real time clock for standard time input, Maxim's device for serial communication, and PLD (Programmable Logic Device) as an accessory device. We created a control sequence to control. External input data was received using the HC541 series of dual input / output devices 44.

시스템 콘트롤러(4)의 중요한 역할은 외부 입력소자로부터 들어오는 신호를 알맞게 분석하고 대응하는 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따르면, 시스템 콘트롤러(4)는 하기와 같은 역할을 수행한다.An important role of the system controller 4 is to properly analyze and respond to signals from external input elements. For example, according to the embodiment of the present invention, the system controller 4 performs the following role.

a) RF 디코딩 데이터 수신 및 분석a) Receive and analyze RF decoded data

먼저 시스템이 동작하면 패이저의 자기 위치 확인작업이 수행되고, 콘트롤러의 이피롬(47)에는 5개의 Base Frequency, 1개의 Home Frequency, 9개의 Visit Frequency에 관한 정보와 무선광역 프로토콜에 근거하여 Dummy Cap code(009991) 분석을 통해 서비스 지역을 확인하고 Home 지역이면 Home으로 귀환하고 그러하지 않은 경우에는 수신주파수를 서비스 채널로 동조한다.First, when the system is operated, the self-locating operation of the pager is performed. In the pyramid 47 of the controller, the Dummy Cap code is based on 5 base frequencies, 1 home frequency, 9 visit frequencies, and wireless broadband protocol. (009991) The analysis identifies the service area and returns to Home if it is a Home area, and if not, tunes the received frequency to the service channel.

하지만, 일정한 시간이 지나도 Cap-Code가 존재하지 않으면 채널을 다시 스캔한다.However, if there is no Cap-Code after a certain time, the channel is scanned again.

RF 패이징(paging) 신호에 따라 콘트롤러는 약정된 행위를 하게 되는 데, 이는 부하 차단에 관한 순차적으로 나열된 우선 순위에 입각하였다.Depending on the RF paging signal, the controller is committed to doing so, based on the sequentially listed priorities for load shedding.

Message Frame: Start bit + 8bit data code + Stop bit + ParityMessage Frame: Start bit + 8bit data code + Stop bit + Parity

a-1) 긴급부하 전면차단a-1) Emergency load front off

1 + 11001100 + 1: Fixed Data Code1 + 11001100 + 1: Fixed Data Code

a-2) 타임리미트 부하차단a-2) Time limit load breaking

1 + 00HHMMMM + 1: HH; 시, MMM; 분1 + 00HHMMMM + 1: HH; Hour, MMM; minute

HH; 00:1시간, 01:2시간, 10:3시간, 11:4시간HH; 00: 1 hour, 01: 2 hours, 10: 3 hours, 11: 4 hours

MM; 000:0분, 001:10분, 010:20분, 011:30분MM; 000: 0 minutes, 001: 10 minutes, 010: 20 minutes, 011: 30 minutes

100:40분, 101:50분, 11x:Dontcare100: 40 minutes, 101: 50 minutes, 11x: Dontcare

a-3) 부하선택 부하차단: 부하전원 단락용 릴레이 제어a-3) Load selection Load interruption: Relay control for short circuit of load power

1+10000RRR + 1 부하관리 릴레이 ON, OFF1 + 10000RRR + 1 Load management relay ON, OFF

위의 3가지 주요 기능은 패이저 신호의 입력 메시지에 따라 주제어 시스템이 부하에 가하는 통제 방식이다. 이밖에도 기타 통제 경우가 대두될 시, 해당 메시지 프로토콜 구성요소를 증대할 수 있다.The three main functions above are the control methods that the main control system puts on the load according to the input message of the phaser signal. In addition, when other control cases arise, the corresponding message protocol components can be augmented.

본 발명에서 중요한 요소로 간주되는 디지털 전력량계의 기능을 수행하기 위해서 제어시스템은 전류센서를 통해서 ADC Conversion되어 돌아오는 데이터를 입력소자를 통해 적산해 나가는 데, 적산되어진 데이터는 불휘발성 메모리 소자에 보관되며, 그 결과는 LCD 표시 패널을 통해서 표기되어 진다.In order to perform the function of the digital electricity meter, which is considered to be an important factor in the present invention, the control system integrates the data returned by the ADC conversion through the current sensor through the input device, and the accumulated data is stored in the nonvolatile memory device. The result is displayed on the LCD display panel.

제어시스템은 적산된 전력소모 데이터를 기준으로 일간 전력소모패턴을 구하며, 결과에 따른 적절한 부하통제를 행하게 된다. 전력소모 데이터는 추후 활용을 위하여, 기본 3달치를 자체 메모리에 적재하여 보관하며, 필요시 전송된 데이터는 필요시 외부로 전송된다.The control system calculates the daily power consumption pattern based on the accumulated power consumption data and performs appropriate load control according to the result. The power consumption data is stored in its own memory for 3 months in order to be used later, and the transmitted data is transmitted to the outside when necessary.

또한, 전력소모 데이터는 부하 채널별로 데이터 베이스화되어 저장되므로, 채널별 부하분류를 확실히 하여 주전원에 결선할 경우, 종류별 전력 소모량을 조사하는 것에 매우 유리하다. 역으로, 만일 전체 전력 사용량이 제한될 경우에 각 채널별로 우선 순위에 입각한 부하단락 제어가 가능하도록 되어 있다.In addition, since the power consumption data is stored in a database for each load channel, it is very advantageous to investigate the power consumption by type when connecting to the main power source by ensuring the load classification for each channel. Conversely, if the total power usage is limited, priority is given to the load short-circuit control for each channel.

3) 전력 제어 및 부하 제어회로3) Power control and load control circuit

교류 전류의 검류는 CT 센서를 일차로 사용하는 데,Galvanization of alternating current uses the CT sensor as the primary

E0= I0Rt/n (R: 부하저항, n: 2차 권선수)E 0 = I 0 R t / n (R: load resistance, n: number of secondary windings)

으로 정의되므로, 적당한 전류센서를 사용 교류전류를 감지 이를 전압치로 변환한 후, 레벨 쉬프트시킨 후 증폭하여 ADC 시킴으로써 전류의 흐름을 전력으로 환산해 낼 수 있다.Therefore, by using an appropriate current sensor, it senses an AC current, converts it into a voltage value, level-shifts it, and then amplifies and converts the current flow into power.

60Hz 전류의 흐름을 감지하기 위한 센서로는 CT-05 계열을 사용하였고, 이는 부하저항에 관한 일반적인 검류 직진성이 CT-06계열보다 우수하기 때문이다.The CT-05 series is used as a sensor to detect the flow of 60Hz current because the general galvanization linearity of the load resistance is better than that of the CT-06 series.

또한, CT-05계열은 단일 +5V 동작하므로, 기타 로직계열과 레벨 호환성이 유지되므로 사용상 편리하다.In addition, since the CT-05 series operates a single + 5V, it is easy to use because it maintains level compatibility with other logic series.

그리고, 디지털 전력량계의 부하 제어 기능은 전국 광역 호출기 프로토콜에 의한 부하 배분 장치의 부분 전원 개폐 기능을 포함한다.The load control function of the digital electricity meter includes a partial power switching function of the load distribution device by the nationwide wide area pager protocol.

이 밖에, 각 부하군에 전달한 전원 포트의 설치 디지털 신호에 스위치를 개폐할 수 있게 하였다. 이에 관한 제어회로는 도면 3에 나타난 바와 같아, 주 시스템과의 전원격리를 위해서 광포토다이오드와 수광센서(201)를 사용하여 1차로 실현하였으나, 광소자측의 출력신호는 주제어신호의 역상이 되어 이를 다시 반전(202)시켜 2차로 릴레이(202)를 여기한다. 여기된 릴레이(203)에 의해서 전자 개폐기(204) 쪽으로 24V 코일전압이 인가되고 전압을 인가받은 전자개폐기는 110V 또는 230V 주전압의 부류를 하부 부하로 송출하거나 단전시키는 역할을 하게된다.In addition, the switch can be opened and closed with the digital signal of the power supply port transmitted to each load group. As shown in FIG. 3, the control circuit related to this is realized primarily by using an optical photodiode and a light receiving sensor 201 for isolating power from the main system. However, the output signal on the optical element side is reversed from the main control signal. This is again inverted 202 to excite the relay 202 secondarily. The 24V coil voltage is applied to the electronic switch 204 by the excited relay 203, and the electronic switch, which is applied with the voltage, serves to discharge or disconnect the class of the 110V or 230V main voltage to the lower load.

상술된 바와 같이, 2번에 걸쳐서 전원격리를 시키는 이유로는 1차 격리에서는 주시스템으로의 역전압 방지, 2차 격리에서는 전자개폐시에 발생하는 갖가지 서지전류 및 전압의 악영향을 방지키 위함이다.As described above, the reason for power isolation in two times is to prevent reverse voltage to the main system in primary isolation, and to prevent adverse effects of various surge currents and voltages occurring in electronic switching in secondary isolation.

부하제어를 위한 모듈의 증설은 주제어회로의 운용프로그램을 수정하고 외부 출력소자의 출력포트수를 넓힌 후, 동일한 발광 및 수광센서 모듈을 증설포트에 끼워나가면 수십 종류의 부하를 원격 및 자체 외부 제어회로 정보 유입에 따라 단락 및 재연결을 수행할 수 있다.Expansion of the module for load control can be done by modifying the operation program of the main control circuit and increasing the number of output ports of the external output device, and then inserting the same light emitting and receiving sensor module into the expansion port to remotely control the internal and external control circuits. Short circuits and reconnections can be performed as information flows.

상술된 내용에 따르면, 기존의 아날로그 전력량계 또는 디지털 전력량계가 수행하였던 단순한 전력적산기능을 개선하여 한국전력의 중앙 통제에 의한 전력부하관리를 용이하게 하고, 원격 검침과 원격 부하 부분 제어 내부적인 펌웨어 어플리케이션에 의한 부하의 적극적 제어가 가능하여 기능적 범위로는 디지털 전력량계, 디멘드 콘트롤러, 무선원격검침, 무선 원격 부하제어를 내부적 기능으로 수행할 수 있게 되었다.According to the above description, it is easy to manage the power load by central control of KEPCO by improving the simple power integration function performed by the existing analog wattmeter or digital wattmeter, and the remote meter reading and remote load part control in internal firmware application. Active load control is possible, and the functional scope can perform digital power meter, demand controller, wireless remote meter reading, and wireless remote load control as internal functions.

이에 따라, 중앙전력 통제센터에서는 일간 고부하 시간대에 최대 전력부하 커팅을 위하여 부분적으로 각 지역에 설치될 전력 제어시스템의 제어 커맨드를 무선으로 송출부하를 시간대별로 정지시키거나 운용을 재개시킬 수 있어 전력 수요관리에 커다란 도움을 줄 수 있게 되었다.Accordingly, the central power control center can stop the transmission load by time zone or resume operation by wirelessly controlling the control command of the power control system to be installed in each region for cutting the maximum power load in the daily high load time zone. This can be a great help in management.

또한, 내부적으로 전력소모 부하를 종류별로 연결하는 브릿지가 따로 준비되어 있으므로, 동력계, 가전계, 조명계 등으로 부하를 분류하고, 분류된 부하를 전체적인 전력소요 관리측면에서 우선순위를 두어 관리할 수 있게 되었다.In addition, internally, there are separate bridges for connecting power consumption loads by type, so that loads can be classified into dynamometers, home appliances, lighting systems, etc., and the classified loads can be managed with priority in terms of overall power consumption management. It became.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전력부하의 종류에 따른 디멘드 콘트롤러와 원격전력제어 콘트롤러와 원격검침을 위한 쌍방향 제어시스템을 디지털 전력량계로 구성된 시스템을 제공함으로써 전력제어 운용을 효과적을 수행할 수 있다.As described above, according to the present invention, power control operation can be effectively performed by providing a system consisting of a digital electricity meter and a two-way control system for a demand controller, a remote power control controller, and a remote meter reading according to the type of power load.

또한, 원격으로 무선 검침과 무선 단락제어를 행할 수 있고, 따라서 현행 한국전력이 어려움을 느끼고 있는 전력비 미납자에 관한 주전원 단락업무를 사용자의 집안에 내사하여 행하지 않고 200미터 밖에서 원격으로 제어가 가능하게 되어 보다 매끄러운 전력비 미납자 관리가 가능하다.In addition, wireless meter reading and wireless short-circuit control can be performed remotely, so that the main power short-circuit task for the unpaid power bills currently suffered by KEPCO can be carried out in the user's home and can be controlled remotely from 200 meters away. Smoother non-payment management is possible.

그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 외부 시스템에서 유입되는 데이터를 입력받을 수 있는 포트가 다량 설계되어 있으므로, 부하 패턴 및 제어 데이터에 의한 외부 시스템, 예를 들어 수위 조절계나 냉난방계 등을 손쉽게 제어할 수 있으며, 경우에 따라서는 설치되어 있는 전력 제어시스템의 패이저 번호가 공개시켜 전화로써 분류되어 있는 부하군을 제어할 수 있는 장점을 지니고 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, since a large number of ports for receiving data flowing from an external system are designed, an external system based on a load pattern and control data, for example, a water level controller or an air conditioning system, can be easily controlled. In some cases, the pager number of the installed power control system is disclosed to control the load group classified by telephone.

본 발명은 현행 RF 패이저 시스템의 인프라를 그대로 이용하여 각 단위 내에서 설치되어 있는 부하계를 자유롭게 통제하는 데 가장 큰 특징이 있으며, 이에 적용되는 부하군에 따라서 유연한 펌웨어 어플리케이션을 주제어 시스템에 적용시킴으로써 전력제어관리와 RF 부하제어를 적절히 조정할 수 있다.The present invention has the greatest feature of freely controlling the load meters installed in each unit by using the infrastructure of the current RF pager system as it is, and by applying a flexible firmware application to the main control system according to the load group applied thereto. Power control management and RF load control can be properly adjusted.

Claims (4)

외부로부터 유입되어지는 RF 신호를 검출하기 위한 RF 신호 검출 수단과,RF signal detecting means for detecting an RF signal introduced from the outside, 부하 전류의 흐름을 검출하여 소요된 전력량으로 변환하는 전력 검출 수단과,Power detection means for detecting a flow of load current and converting the amount of power into a required amount of power; 부하의 단락 및 연결을 위한 부하제어 단락 모듈과,Load control short circuit module for short circuit and connection of load, 시스템의 동작을 제어하고 획득된 데이터를 저장하는 시스템 콘트롤러와,A system controller that controls the operation of the system and stores the acquired data; 상기 RF 신호 검출 수단, 전력 검출 수단, 부하제어 단락 모듈 및 상기 시스템 콘트롤러에 전원을 공급하는 전원공급 수단을 포함하여 구성되고,And a power supply means for supplying power to the RF signal detection means, power detection means, a load control short circuit module, and the system controller, 디지털 전력량계의 원격 검침, 원격 단락 제어 기능 및 부하 제어 기능을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.A power control system for performing a remote meter reading, a remote short control function and a load control function of a digital meter. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디지털 전력량계의 원격 검침 및 원격 단락 제어 기능은 쌍방향 무선통신을 위한 무선 모뎀/모듈에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.The remote meter reading and remote short-circuit control function of the digital meter is performed by a wireless modem / module for two-way wireless communication. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 부하제어 단락 모듈은 주 시스템과의 전원격리를 위한 광포토다이오드및 수광센서 수단과,The load control short-circuit module includes an optical photodiode and a light receiving sensor means for isolating power from the main system; 상기 광포토다이오드및 수광센서 수단의 반전된 출력신호에 따라 여기되는 릴레이 수단과,Relay means excited according to the inverted output signal of the photophotodiode and the light receiving sensor means; 상기 여기된 릴레이 수단에 의해 전압을 부하로 송출하거나 단전시키는 전자 개폐기 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.And an electronic switch means for transmitting or disconnecting voltage to the load by the excited relay means. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디지털 전력량계의 부하 제어 기능은 전국 광역 호출기 프로토콜에 의한 부하 배분 장치의 부분 전원 개폐 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 시스템.And the load control function of the digital electricity meter includes a partial power switching function of the load distribution device by a nationwide wide area pager protocol.
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