KR20070031080A - 배전 자동화 시스템에 적용되는 보조 단말 장치 및 이를이용한 고장 위치 확인 및 복구 방법 - Google Patents

배전 자동화 시스템에 적용되는 보조 단말 장치 및 이를이용한 고장 위치 확인 및 복구 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배전 계통의 고장 발생시 이동통신망을 이용하여 복구만을 위한 네트워크를 구축함으로써 복구시간을 획기적으로 단축시키기 위한 보조 단말 장치 및 이를 적용하여 배전 계통의 고장위치를 확인하고 복구하는 방법을 제공한다.
본 발명은 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 적용되고, 직렬 통신 인터페이스 모듈을 통하여 해당 배전자동화용 RTU와 중앙 제어 장치와의 통신 선로에 직렬로 연결되어 상기 통신 선로 상의 신호를 감시하는 보조 단말 장치에 있어서, 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 복구 동작 정보를 내려받아 저장하고; 해당 배전자동화용 RTU에 주기적인 신호를 보내어 고장전류 경험유무를 주기적으로 물어서 고장발생을 인식하는 경우나 고장발생시 고장전류 경험을 보고받는 경우, 다른 보조 단말장치들과 통신함으로써 고장 위치를 확인하고; 고장 전에 상기 보조 중앙 제어장치로부터 내려받은 상기 복구 동작 정보에 따라 복구 동작을 수행하되, 다른 보조 단말 장치에 상기 이동통신망을 이용하여 상기 복구 동작 정보를 전송하여 해당 배전자동화용 RTU의 개폐 상태를 제어하도록 함으로써 상기 복구 동작을 수행하는 지능 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
배전 계통, 배전 자동화 시스템(DAS), 고장 복구, 배전자동화용 RTU

Description

배전 자동화 시스템에 적용되는 보조 단말 장치 및 이를 이용한 고장 위치 확인 및 복구 방법{Assistant Terminal unit applied to Distribution Automation System and Method for Estimating Fault Location and Restoration}
도 1a 및 도 1b는 현재 우리나라에 설비되어 있는 배전 자동화 시스템의 개요도 및 이에 사용되는 자동화 개폐장치와 배전자동화용 RTU의 예시적 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 현재 우리나라에 설비되어 있는 배전 자동화 시스템에서 각 배전자동화용 RTU로부터의 고장 상황 보고 및 중앙 제어 장치로부터의 복구명령 하달의 방법을 각각 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보조 단말 장치가 적용된 배전 자동화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배전 자동화 시스템에서 복구 동작 정보를 하달하는 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배전 자동화 시스템에서 고장 위치를 확인하고 고장 구간을 복구하는 방법의 구체적인 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 고장 위치 확인 및 고장 구간 복구의 과정, 그리고 복구 후의 상황을 나타내는 도면이다.
본 발명은 배전 자동화 시스템에 적용되는 보조 단말 장치 및 이를 이용한 배전 계통에 있어서의 고장 구간의 위치 확인 및 복구 방법에 관한 것으로서, 특히 배전 계통에 있어서 고장 발생시 이동통신망을 이용하여 복구만을 위한 네트워크를 구축함으로써 빠른 정보 교환을 통하여 복구시간을 획기적으로 단축시키는데 사용되는 보조 단말 장치 및 이를 배전 계통에 적용하여 배전 계통의 고장위치를 확인하고 복구하는 방법에 관한 것이다.
현재 우리나라의 배전 계통은, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 각 변전소(5)로부터 배전 선로(6)를 거쳐 가정이나 회사 등의 고객(7)으로 전력이 공급됨과 동시에, 각 구간 별로 설치된 자동화 개폐 장치(1)를 제어하는 급전선 원격 단말 장치(Feeder Remote Terminal Unit; 이하, '배전자동화용 RTU'라 칭함)(2)가 중앙 제어 장치(3)와 통신 선로(4)를 통하여 구간별 정보에 대한 신호를 주고 받음으로써, 배전 선로에 설치된 각종 개폐 장치, 차단기 변압기, 전압 조정기 및 콘덴서 등의 기기를 자동으로 원격 제어하는 배전 자동화 시스템(DAS; Distribution Automation System) 설비가 보급되어 있다.
일반적으로 배전 계통에 있어서는 계통 운전 중에 한 구간에서 고장이 발생하면 고장 구간의 상위의 보호기기가 동작하여 보호기기 동작 지점 이후는 정전이 된다. 그러나 고장 구간을 제외한 나머지 정전 구간은 다른 변전소로부터 절체하여 정전을 복구하여야 한다. 이러한 고장의 경우에 도 1a에 도시된 바와 같은 현재의 우리나라 배전 자동화 시스템에 의하여 정전구간을 복구하는 방법은, 먼저 도 2a에 도시된 바와 같이 중앙 제어 장치(10)가 DNP3.0이라는 통신 프로토콜에 따라 모든 배전자동화용 RTU와 각각 통신 접속을 하여 고장 상황에 대한 정보(11)를 전송받아 전체 배전 계통의 이상 상황을 파악한다. 그리고 이로부터 필요한 복구방법을 구한 후, 도 2b에 도시된 바와 같이 각 구간의 자동화 개폐 장치에 필요한 제어 조치를 복구 명령(12)으로서 각 배전자동화용 RTU에 하달하는 방법을 사용한다.
그러나 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 종래의 복구방법에 의하면, 중앙 제어 장치(10)가 수많은 배전자동화용 RTU 각자와의 통신 접속을 통하여 이상 상황을 파악하고 복구에 필요한 제어 조치를 하달하므로 고장 구간의 복구에 많은 시간이 걸리게 되는 문제점이 존재한다. 그 이유는 고장 발생 시 복구 시간은 주로 통신 시간이 많은 부분을 차지하게 되는데 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템에서 통신 프로토콜로서 사용되는 DNP3.0는 1 대 1 접속방식을 사용하고 이러한 방법으로 필요한 제어 정보를 각각의 배전자동화용 RTU에 전달하게 됨으로써 수많은 배전자동화용 RTU와 중앙 제어 장치의 순차적인 통신 접속에 많은 시간이 걸리기 때문이다.
또한 중앙 제어 장치(10)는 이상 상황을 파악한 후에 컴퓨터의 알고리즘에 의해 복구해를 구하게 되는데, 이러한 복구해는 그 타당성에 대한 확인이 되지 않으므로 현장 운영자에게 그 신뢰성을 얻기가 어렵다는 문제점도 존재한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배전 계통에 있어서 배전 계통의 고장 발생시 이동통신 망을 이용하여 복구만을 위한 네트워크를 구축함으로써 간단한 방법으로 그리고 오작동의 위험이 거의 없이 고장 구간을 파악하고 복구할 수 있어서 정전 복구 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있으며, 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템과 기능면에서 충돌하지 않으면서 실제 적용하기가 쉬운 보조 단말 장치 및 이를 배전 자동화 시스템에 적용하여 배전 계통에 있어서의 고장 위치를 파악하고 복구동작을 수행하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 현장 운영자에 의한 운전 경험과 전문 지식이 반영된 복구해를 구할 수 있도록 하여, 신뢰성이 높은 전력 계통의 운영을 가능하게 하는 배전 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치 및 보조 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 적용되고, 직렬 통신 인터페이스 모듈을 통하여 해당 배전자동화용 RTU와 상기 중앙 제어 장치와의 통신 선로에 직렬로 연결되어 상기 통신 선로 상의 신호를 감시하는 보조 단말 장치에 있어서, 이동통신망을 이용하여 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 복구 동작 정보를 내려받아 저장하고; 해당 배전자동화용 RTU에 주기적인 신호를 보내어 고장전류 경험유무를 주기적으로 물어서 고장발생을 인식하는 경우나 고장발생시 고장전류 경험을 보고받는 경우, 상기 이동통신망을 이용하여 다른 보조 단말장치들과 통신함으로써 고장 위치를 확인하고; 고장 전에 상기 보조 중앙 제어장치로부터 내려받은 상기 복구 동작 정보에 따라 복구 동작을 수행하되, 다른 보조 단말 장치에 상기 이동통신망을 이용하여 복구와 관련된 상기 복구 동작 정보를 전송하여 해당 배전자동화용 RTU의 개폐 상태를 제어하도록 함으로써 상기 복구 동작을 수행하는 지능 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템에 있어서, 각 배전자동화용 RTU에 적용되는 상술한 바와 같은 보조 단말 장치; 및 상기 배전 계통의 고장 사고 발생시가 아닌 정상 시에 상기 보조 단말 장치가 복구동작을 수행하여야 하는 특정 고장상황을 가정하여 상기 보조 단말 장치가 수행하여야 하는 복구 동작 정보를 구하고 이 정보를 상기 이동통신망을 이용하여 미리 상기 보조 단말장치로 전송하는 보조 중앙 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치 및 보조 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 상술한 바와 같은 보조 단말 장치를 적용하여 상기 배전 계통의 사고시 고장 위치를 확인하는 방법에 있어서, 상기 보조 단말 장치로 하여금 고장전류 경험 시에 하위의 보조 단말 장치로 고장 전류 경험 유무를 묻고, 상위의 보조 단말 장치로부터 고장 전류 경험 유무를 질문 받은 경우에는 자신의 배전자동화용 RTU의 고장 전류 경험 유무를 상기 상위의 보조 단말 장치에 응답하는 단계; 및 상기 하위의 보조 단말 장치로부터 고장 전류를 경험하지 못했다는 응답을 받으면 고장 구간이 하위 구간이라고 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치 및 보조 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 상술한 바와 같은 보조 단말 장치를 적용하여 상기 배전 계통의 사고시 고장 구간을 확인하고 복구하는 방법에 있어서, 이동통신망을 이용하여 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 상기 보조 단말 장치로 복구 동작 정보를 내려받아 저장하는 단계; 상기 보조 단말 장치로부터 해당 배전자동화용 RTU에 주기적인 신호를 보내어 고장전류 경험유무를 주기적으로 물어서 고장발생을 인식하거나 고장발생시 고장전류 경험을 보고 받은 보조 단말 장치가 상기 이동통신망을 이용하여 다른 보조 단말장치들과의 통신에 의해 고장 위치를 확인하는 단계; 및 고장 전에 상기 보조 중앙 제어장치로부터 내려받은 상기 복구 동작 정보에 따라 복구 동작을 수행하되, 고장 위치를 확인한 보조 단말 장치는 상기 이동통신망을 이용하여 상기 다른 보조 단말 장치에 상기 복구 동작 정보를 전송하여 해당 배전자동화용 RTU의 개폐 상태를 제어하게 함으로써 복구 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보조 단말 장치가 적용된 배전 자동화 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보조 단말 장치(300)는, 이동통신망(350)을 통하여 다른 보조 단말 장치 및 보조 중앙 제어 장치(330)와 통신 신호를 송수신하는 이동 통신(PCS) 모뎀(301); 배전 계통의 변경에 따른 고장 발생시의 복구 동작 정보를 기억하는 기억 모듈(304), 상기 복구 동작 정보에 따라 상기 배전자동화용 RTU(310)를 제어하는 신호 및 다른 보조 단말 장치와 통신하기 위한 제어신호를 생성하는 제어 모듈(303), 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템의 DNP3.0 통신방식에 따라 중앙 제어 장치(330)로부터 배전자동화용 RTU(310)로 전송되는 신호 및 배전자동화용 RTU(310)로부터 중앙 제어 장치(330)로 전송되는 신호(340)를 감시하기 위하여 보조 단말 장치(300)를 상기 중앙 제어 장치(330)와 배전자동화용 RTU(310) 사이에 직렬로 연결시키기 위한 직렬 통신 인터페이스 모듈(305)을 포함하여 이루어진 지능 모듈(302)을 포함한다. 상기 지능 모듈(302)은 이동 통신 모뎀(301)을 통하여 상기 보조 중앙 제어 장치(320)로부터 제어 신호를 수신하고, 상기 제어 모듈(303)은 상기 기억 모듈(304)에 저장된 복구 동작 정보를 이용하여 배전 계통의 고장 사고 발생시에 상기 이동통신 모뎀(301)으로 하여금 다른 보조 단말 장치와 통신하도록 제어 신호를 생성한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 보조 단말 장치(300)는 해당 배전자동화용 RTU(310)로 송수신되는 통신선로(340)상의 신호를 감시함과 동시에 자신이 동작하여야 할 적절한 위급상황에서는 이동통신망을 이용하여 다른 보조 단말 장치와 통 신할 수 있을 뿐만 아니라, 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템의 해당 배전자동화용 RTU(310)의 통신단에 직렬 통신 인터페이스 모듈(305)을 거쳐 직렬로 연결됨으로써 상기 배전자동화용 RTU를 제어할 필요가 있을 때에는 해당 배전자동화용 RTU(310)에 직접 제어 명령을 하달할 수 있다. 따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 보조 단말 장치(300)는 제작 가격이 저렴하다는 점 외에 고장 복구의 위급상황에서만 이동통신망을 이용하여 다른 보조 단말 장치와 통신하므로 통신 회수가 거의 없어 통신비가 아주 저렴하며, 기존의 통신선로(340)에 장애가 있을 경우에도 사용가능하므로 통신 이중화가 가능해진다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 보조 중앙 제어 장치(320)는 상기 보조 단말 장치(300)와 이동 통신망을 통하여 통신하기 위한 이동통신(PCS) 모뎀(321); 지능 모듈(323); 및 복수의 보조 단말 장치들과의 통신을 제어하는 네트워크 모듈(322)을 포함하도록 구성된다. 비록 상기 도면에서는 자세히 도시하지 않았으나, 상기 보조 중앙 제어 장치(320)의 지능 모듈(323)은 직렬 통신 인터페이스 모듈을 제외하고는 상기 보조 단말 장치(300)의 지능 모듈(302)과 유사하거나 이에 대응하는 기능을 수행하는 기억 모듈 및 제어 모듈을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 한편 상기 도면에서는 상기 보조 중앙 제어 장치(320)가 중앙 제어 장치(330)와 별개의 장치로 구성되는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 보조 중앙 제어 장치(320)의 각 구성요소들은 중앙 제어 장치(330)내에 일체화되어 통합되거나 상기 보조 중앙 제어 장치(320)의 각 구성요소들의 기능이 중앙 제어 장치(330)에서 추가적으로 수행되도록 상기 중앙 제어 장치(330)가 구성될 수도 있다. 보조 중앙 제어 장치가 중앙 제어 장치와 별개의 장치로 구성되는 경우에는 인터페이스 모듈(도시되지 않음)을 거쳐 중앙 제어 장치에 연결될 수 있다.
일반적으로 배전 자동화 시스템에서 고장 구간 파악과 복구 문제는 분산처리가 선호되는 문제이나, 본 발명의 상기 실시예에 따른 보조 단말 장치(300)에 의하면 후술하는 바와 같이 각각 다른 보조 단말 장치와 이동통신을 통한 정보교환을 이용하여 손쉽게 고장 구간을 찾아낼 수 있으며, 어떤 보조 단말 장치가 고장 구간을 찾으면 최적 복구 방법은 이미 결정되어 있으므로(아래의 내용 참조), 이를 필요로 하는 다른 보조 단말 장치에 알려주어 조치를 취하면 간단히 복구될 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 알고리즘을 사용하기 때문에 오작동의 위험이 적다는 장점이 있다. 또한 본 발명의 보조 단말장치(300)는 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템의 기능에 단지 새로운 기능을 추가하는 형태가 되기 때문에 현재의 배전 자동화 시스템의 기능에 간섭함이 없이 고장 복구 등의 긴급 상황에 빠르고 능동적으로 대처할 수 있다.
한편, 일반적으로 배전 계통에서 각종 사고의 복구해를 구하는 문제는 전체 계통 정보를 필요로 하는 중앙 제어가 선호되는 문제이고 신뢰성을 확보하여야 할 문제이기 때문에, 이러한 문제는 중앙에서 운영자의 명령으로 처리하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 보조 중앙 제어 장치(320)에 의하면, 정상시에는 중앙에서 다른 시스템, 즉 중앙 제어 장치(330) 등이나 각각의 보조 단말 장치와 통신하여 얻어진 현재의 전체 배전 자동화 시스템에 대한 정보로부터 계통 분석을 행하고, 각종 사고시의 위급한 상황을 대비한 각각의 보조 단말 장 치의 최적 행동요령을 구한 후 이동 통신망(350)을 통하여 각각의 보조 단말 장치에 행동 요령을 하달하는 기능을 수행한다. 따라서, 배전 계통 복구 자동화 문제에 관련하여 본 발명의 상기 보조 중앙 제어 장치(320)에 의하면 중앙에서 전체 정보를 이용하여 후보해를 현장 운영자에게 보여주고, 중앙 제어 장치의 기존의 복구 방안과 비교하여 현장 운영자가 최종 방법을 결정할 수 있도록 함으로써 계통 변경에 따른 복구해를 현장 운영자로부터 구하고 이를 분석하여 각각의 보조 단말 장치에 계통 변경에 따른 행동요령을 하달하기 때문에 복구해의 신뢰성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
즉, 본 발명의 보조 중앙 제어 장치(320)는 상기에서 살펴본 바와 같이 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템의 중앙 제어 장치(330)에 연결되거나 통합되어 배전 계통 전체 정보를 파악하고, 계통 변경시마다 모든 고장 상황에 대한 복구해를 현장 운영자로부터 입력받아 이를 분석하고 각각의 보조 단말 장치가 복구라는 응급상황에 대처하도록 복구시의 행동요령을 복구 동작 정보로서 하달한다. 이 경우 복구해를 구하는 것은 정상상황이므로 복구해를 구하는 데에는 시간이 문제가 되지 않고 복구해의 신뢰도가 더욱 중요한 문제가 된다. 따라서 본 발명의 상기 실시예에 의하면 복구해의 신뢰도가 현장 운영자에 의하여 판단되므로 현장 운영자의 운전 경험과 전문 지식에 의하여 구해진 복구해를 최종 복구해로 선택할 수 있다. 종래의 계통 정보 데이터베이스에 의존하고 컴퓨터의 알고리즘에 의해서만 구한 복구해는 계통 정보 데이터베이스의 자체 오류로 인하여 잘못된 복구해일 가능성이 있으므로, 이를 현장 운영자에게 초기해로 보여 주어 현장 운영자가 복구해를 구하 는데 도움을 주도록 하며 최종 복구해는 현장 운영자가 결정하도록 한다. 또한 보조 단말 장치(300)는 응급 상황시 미리 하달 받은 행동요령에 따라 동작하고 상기한 바와 같이 미리 정해진 다른 보조 단말 장치와 통신한다.
따라서 본 발명의 상기 실시예에 의하면, 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템에서 고장 구간 복구시 문제점, 즉, 1) 현장 운영자의 경험이 배제된다는 문제와 2) 복구 시간이 길어진다는 문제를 모두 해결할 수 있다. 요컨대 고장 사고 발생 시가 아닌 정상시에 미리 고장상황을 가정하고 그에 따른 복구해를 현장 운영자가 구하도록 도와주고 이 복구해에 따라 복구하도록 하며, 응급상황에서는 통신이 필요한 보조 단말 장치가 각자 독립적으로 필요한 통신을 하여 빠르게 응급상황에 대처하게 함으로써 전체적인 통신 시간으로 야기되는 긴 복구시간의 문제를 해결할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 고장 구간 확인 방법 및 복구 방법에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 보조 단말 장치가 적용된 배전 자동화 시스템에서의 고장 구간 복구 방법을 개략적으로 도시한다. 상기에서 살펴본 바와 같이 보조 중앙 제어 장치(또는 보조 중앙 제어 장치가 중앙 제어 장치에 통합되도록 구성되는 경우에는 중앙 제어 장치)(10)는, 부하 절체 등의 계통 변경시마다 단시간에 컴퓨터 알고리즘으로 모든 고장 위치에 따른 복구 가능해를 초기해로서 구하고 이를 분석하여 현장 운영자에게 보여 주며, 현장운영자로부터 각 고장에 따른 최종 복구해(41)를 입력받아 이를 분석하여 각각의 보조 단말 장치에 해당 보조 단말 장치가 연락하여야할 보조 단말 장치의 전화번호 리스트를 포함하는 복구 동작 정보(42)를 전송한다.
고장이 발생하여 보호 및 재폐로가 끝나면 고장 구간 발생 이후에는 정전이 되며 불필요하게 정전이 된 구간은 다른 변전소로 부하를 절체하여 정전을 복구하여야 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배전 자동화 시스템에서 고장 위치를 확인하고 고장 구간을 복구하는 방법의 구체적인 과정을 나타내는 순서도이다. 이에 의하면 먼저 단계 501에서 각각의 배전자동화용 RTU에 있는 보조 단말 장치는 주기적으로 고장경험유무를 해당 배전자동화용 RTU에 물어보고, 해당 배전자동화용 RTU로부터 고장 전류 경험 응답 신호를 받은 경우 하위 보조 단말장치에 고장전류 경험 판단 유무를 묻는다. 만약 하위의 보조 단말 장치가 고장전류를 경험하였으면 마찬가지로 그 하위의 보조단말장치에 신호를 보내게 될 것이다. 하지만 고장 전류를 경험하지 못했으면 상위의 상기 보조 단말장치로 고장전류 경험을 하지 못했다는 사실을 응답한다. 이로써 상위의 상기 보조단말장치가 하위의 상기 보조단말장치로부터 고장을 경험하지 못했다는 응답을 받으면 하위 구간이 고장이라는 것을 확인할 수 있다(단계 503). 이 때 만약 말단에 있는 보조 단말 장치가 고장전류 경험이 있다면 고장은 말단에 있다는 것을 바로 알 수 있을 것이다.
이러한 방식으로 고장 구간을 확인한 후에는 고장 위치를 바로 하위 구간이라고 확인한 보조 단말 장치가 해당 배전자동화용 RTU에 스위치를 개방하라는 제어명령을 전송하고(단계 504), 단계 505에서 복구를 위하여 연락해야 할 투입대상 보 조 단말 장치에 이동통신 정보와 복구 동작 명령을 전송한다. 그 후 단계 506에서는, 단계 505에서 복구 동작 정보를 받은 보조 단말 장치는 복구 동작 명령대로 자기 위치의 배전자동화용 RTU에 제어명령을 내려 그 위치의 자동화 개폐장치를 개방 또는 재투입을 하여 불필요 고장구간의 정전을 복구한다.
다음 단계 507에서는 보조 단말 장치에서 받은 복구 동작 정보가 다음 복구 동작 정보를 포함하고 있으면 복구 동작 정보에 따라 다음 보조 단말 장치에 복구 동작 정보를 보낸다(단계 508). 이 복구 동작 정보를 받은 보조 단말 장치는 해당 배전자동화용 RTU에 개폐 신호를 내려 개방 또는 재투입을 하게 하여, 사전에 정한 복구 동작 정보대로 모든 동작이 완료되면 불필요 정전구간의 모든 복구가 완료된다.
도 6 및 도 7은 고장 상황이 발생하였을 경우 상기한 방법에 의해 수행되는 고장 위치 확인 및 고장 구간 복구 과정의 일례를 도시하고 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 제 2 보조 단말장치(2) 및 제 3 보조 단말장치(3) 사이의 구간에서 고장이 발생하여 제 1 보조 단말 장치(1)가 연결된 보호기기가 동작하여 고장 전류를 차단하여 정전 구간(500)이 발생하였다고 가정하면, 고장 전류 경험을 확인한 제 1 및 제 2 보조 단말 장치들 (1, 2)는 모두 하위의 보조 단말 장치에 고장전류 경험 유무를 물어 응답을 받는다(도 5의 단계 501). 이후에 상위로부터 고장 전류 경험을 연락받은 보조 단말 장치들은 고장 전류 경험 유무를 상위에 보고한다(도 5의 단계 502). 이중 하위로부터 고장전류 경험을 못했다는 보고를 받은 보조 단말 장치인 제 2 보조 단말 장치(2)는 고장 위치를 바로 하위 구간이라고 확 인하게 된다(도 5의 단계 503). 고장 위치를 확인한 보조 단말 장치인 제 2 보조 단말 장치(2)가 해당 배전자동화용 RTU에 스위치를 개방하라는 제어명령을 전송하고(도 5의 단계 504), 복구를 위하여 연락하여야할 보조 단말 장치들의 복구 동작 정보에 있는 보조 단말 장치(이는 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 최종 복구해로서 정상시에 미리 전송받아 놓은 것으로서, 이 예시에서는 제 1 보조 단말 장치라고 가정한다)인 제 1 보조 단말 장치(1)에게 복구 정보 및 복구 동작 명령을 전송하고, 하위 보조 단말 장치인 제 3 보조 단말 장치(3)에게도 복구 정보 및 복구 동작 명령을 전송한다(도 5의 단계 505).
그 다음 상기의 복구 정보 및 복구 동작 명령을 받은 보조 단말 장치인 제 1 보조 단말 장치(1)는 자기 위치의 배전자동화용 RTU에 제어명령을 내려 그 위치의 개폐장치를 투입시켜 고장 구간의 상위구간의 정전을 복구한다(도 5의 단계 506).
한편 상기의 복구정보 및 동작명령 메시지를 받은 보조 단말 장치인 제 3 보조 단말 장치(3)는 동작명령에 따라 자기 위치의 배전자동화용 RTU에 제어명령을 내려 그 위치의 자동화 개폐장치를 개방시키고(도 5의 단계 506), 모든 불필요 정전구간을 복구하기 위하여 복구 동작 정보에 따라 다른 보조 단말장치의 복구 동작에 대한 정보가 있으면 해당 복구 동작 대상 보조 단말 장치(이는 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 최종 복구해로서 정상시에 미리 전송받아 놓은 것, 예를 들어 이 예시에서는 제7 보조단말장치(7)이라고 가정한다)에게 개방 복구 동작 정보를 전달하고, 이 복구 동작 정보를 받은 후에 복구 동작 정보에 따라 또 다른 보조 단말장치(이는 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 최종 복구해로서 정상시에 미리 전송받아 놓은 것, 예를 들어 이 예시에서는 제5 보조단말장치(5))에 복구 동작 정보를 보내고(도 5의 단계 508), 이 복구 동작 정보를 받은 보조 단말 장치들은 복구 동작 정보에 따라 해당 배전자동화용 RTU에 적절한 개폐신호(예를 들어 이 예시에서는 제 5 보조단말장치는 개방, 제 7 보조 단말 장치는 재투입) 보내어 제어한다(도 5의 단계 506).
또한 상기 개방동작명령을 받은 제7 보조 단말 장치(7)는 그 위치의 자동화 개폐장치를 개방 시키고(도 5의 단계 506), 개방 후 불필요 정전 구간 복구를 위하여 복구 동작 정보에 따라 대상 보조 단말 장치(이는 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 최종 복구해로서 정상시에 미리 전송받아 놓은 것, 예를 들어 이 예시에서는 제8 보조단말장치(8))에게 복구 동작 정보를 보낸다(도 5의 단계 508).
상기 복구 동작 정보에 따른 대상 보조 단말 장치인 제 8보조 단말장치(8)는 자기 위치의 배전자동화용 RTU에 제어명령을 내려 그 위치의 자동화 개폐장치를 투입시키므로 복구 동작 정보에 따른 모든 복구 동작이 완료되면서 고장시 계통내의 모든 불필요 정전구간을 복구시킨다.
따라서 도 6과 같은 상황에서 고장 구간을 제외한 나머지 구간의 복구 상황 결과는 도 7에 도시된 바와 같게 된다.
따라서, 종래에는 배전 계통의 고장 발생시 중앙 제어 장치의 신호 과부하로 인하여 신호에 대한 처리시간이 늦어졌으나, 본 발명의 상기 실시예에 의하면 보조 단말 장치의 이동통신 모뎀을 이용하여 복구만을 위한 네트워크를 구축하여 보조 단말 장치들이 빠르게 신호를 주고 받음으로써 불필요한 정전 구간의 빠른 복구가 가능하게 된다.
현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 본 발명의 보조 단말 장치를 적용하면, 신뢰도가 낮은 전력계통 운영으로 인하여 야기될 수 있는 정전의 막대한 산업경제적 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 정전 복구 시간을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들면, 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템에 의하여 배전 자동화 시스템이 없었을 때의 72분의 정전 복구 시간이 현재의 6분으로 줄어 들게 되어 막대한 산업경제적 이익을 가져왔으나, 본 발명의 배전 자동화 시스템에 의하면 정전 복구 시간을 현재의 6분에서 약 25초로 정전시간을 저욱 줄일 수 있어 막대한 배전 자동화 설비의 투자로부터 얻은 이익에 버금가는 산업경제적 이익을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 본 발명의 보조 단말 장치를 현재 설비되어 있는 배전 자동화 시스템에 적용하면, 현장 경험자의 경험과 전문 지식을 이용할 수 있으므로 복구해의 신뢰성을 확인하는데 적합하며, 운영에 있어서 현장 운영자의 경험을 살릴 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치 및 보조 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 적용되고, 직렬 통신 인터페이스 모듈을 통하여 해당 배전자동화용 RTU와 상기 중앙 제어 장치와의 통신 선로에 직렬로 연결되어 상기 통신 선로 상의 신호를 감시하는 보조 단말 장치에 있어서,
    이동통신망을 이용하여 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 복구 동작 정보를 내려받아 저장하고;
    해당 배전자동화용 RTU에 주기적인 신호를 보내어 고장전류 경험유무를 주기적으로 물어서 고장발생을 인식하는 경우나 고장발생시 고장전류 경험을 보고받는 경우, 상기 이동통신망을 이용하여 다른 보조 단말장치들과 통신함으로써 고장 위치를 확인하고;
    고장 전에 상기 보조 중앙 제어장치로부터 내려받은 상기 복구 동작 정보에 따라 복구 동작을 수행하되, 다른 보조 단말 장치에 상기 이동통신망을 이용하여 상기 복구 동작 정보를 전송하여 해당 배전자동화용 RTU의 개폐 상태를 제어하도록 함으로써 상기 복구 동작을 수행하는 지능 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배전자동화 시스템용 보조 단말 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지능 모듈은,
    고장전류 경험 시에는 하위의 보조 단말 장치로 고장 전류 경험 유무를 묻고, 상위의 보조 단말 장치로부터 고장 전류 경험 유무를 질문 받은 경우에는 자신의 배전자동화용 RTU의 고장 전류 경험 유무를 상기 상위의 보조 단말 장치에 응답하며,
    상기 하위의 보조 단말 장치로부터 고장 전류를 경험하지 못했다는 응답을 받으면 고장 구간이 하위 구간이라고 확인함으로써 상기 고장 위치를 확인하는 것을 특징으로 하는 배전자동화 시스템용 보조 단말 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 중앙 제어 장치는, 정상시의 배전 계통의 데이터로부터 상기 배전 계통의 가능한 모든 특정 부분의 고장을 가정하여 복구 가능 구간의 복구해를 미리 구하고, 이를 초기해로 현장 운영자에게 보여 주어 상기 현장 운영자로 하여금 이 초기해를 수정하여 최종 복구해를 구하고,
    상기 배전 계통의 변경 시에 모든 고장 위치에 따른 복구 가능해를 상기 최종 복구해로부터 구하고 이를 분석하여 고장복구 시의 복구 동작을 위하여 연락하여야 할 다른 보조 단말 장치의 이동통신 정보와 복구 동작 정보를 상기 이동통신망을 통하여 각각의 보조 단말 장치에 전송하며;
    상기 지능 모듈은 고장 발생 후 상기 고장 위치를 확인하고, 상기 이동통신 정보와 복구 동작 정보를 토대로 다른 보조 단말 장치로 상기 이동통신망을 이용하 여 상기 복구 동작 정보를 전송하며; 및
    상기 복구 동작 정보를 전송받은 다른 보조 단말 장치는 상기 복구 동작 정보에 따라 해당 배전자동화용 RTU에 필요한 개폐 동작 신호를 전송하여 해당 개폐장치를 제어하는 특징으로 하는 배전자동화 시스템용 보조 단말 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이동 통신망을 이용하기 위한 이동통신 모뎀을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 배전자동화 시스템용 보조 단말 장치.
  5. 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템에 있어서,
    각 배전자동화용 RTU에 적용되는 제 1 항에 따른 보조 단말 장치; 및
    상기 배전 계통의 고장 사고 발생시가 아닌 정상 시에 상기 보조 단말 장치가 복구동작을 수행하여야 하는 특정 고장상황을 가정하여 상기 보조 단말 장치가 수행하여야 하는 복구 동작 정보를 구하고 이 정보를 상기 이동통신망을 이용하여 미리 상기 보조 단말장치로 전송하는 보조 중앙 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 자동화 시스템.
  6. 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치 및 보조 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 제 1 항에 따른 보조 단말 장치를 적용하여 상기 배전 계통의 사고시 고장 위치를 확인하는 방법에 있어서,
    상기 보조 단말 장치로 하여금 고장전류 경험 시에는 하위의 보조 단말 장치로 고장 전류 경험 유무를 묻고, 상위의 보조 단말 장치로부터 고장 전류 경험 유무를 질문 받은 경우에는 자신의 배전자동화용 RTU의 고장 전류 경험 유무를 상기 상위의 보조 단말 장치에 응답하는 단계; 및
    상기 하위의 보조 단말 장치로부터 고장 전류를 경험하지 못했다는 응답을 받으면 고장 구간이 하위 구간이라고 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 계통에 있어서의 고장 위치 확인 방법.
  7. 배전 계통에 분포되어 있는 복수의 자동화 개폐 장치 및 배전자동화용 RTU, 그리고 중앙 제어 장치 및 보조 중앙 제어 장치를 포함하여 구성되는 배전 자동화 시스템의 각 배전자동화용 RTU에 제 1 항에 따른 보조 단말 장치를 적용하여 상기 배전 계통의 사고시 고장 구간을 복구하는 방법에 있어서,
    이동통신망을 이용하여 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 상기 보조 단말 장치로 복구 동작 정보를 내려받아 저장하는 단계;
    상기 보조 단말 장치로부터 해당 배전자동화용 RTU에 주기적인 신호를 보내어 고장전류 경험유무를 주기적으로 물어서 고장발생을 인식하는 경우나 고장발생시 고장전류 경험을 보고 받은 경우, 상기 이동통신망을 이용하여 다른 보조 단말장치들과 통신함으로써 고장 위치를 확인하는 단계; 및
    고장 전에 상기 보조 중앙 제어장치로부터 내려받은 상기 복구 동작 정보에 따라 복구 동작을 수행하되, 고장 위치를 확인한 상기 보조 단말 장치가 상기 이동통신망을 이용하여 상기 다른 보조 단말 장치에 상기 복구 동작 정보를 전송하여 해당 배전자동화용 RTU의 개폐 상태를 제어하도록 함으로써 상기 복구 동작을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 계통에 있어서의 고장 구간 복구 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 저장하는 단계는,
    상기 보조 중앙 제어 장치가 정상시의 배전 계통의 데이터로부터 배전 계통의 가능한 모든 특정 부분의 고장을 가정하여 복구 가능 구간의 복구해를 미리 구하고, 이를 초기해로 현장 운영자에게 보여 주어 상기 현장 운영자로 하여금 이 초기해를 수정하여 최종 복구해를 구하는 단계; 및
    배전계통 변경 시에 모든 고장 위치에 따른 복구 가능해를 상기 최종 복구해로부터 구하고 이를 분석하여 상기 보조 중앙 제어 장치로부터 각각의 보조 단말 장치로 고장복구 시 복구 동작을 위하여 연락하여야 할 다른 보조 단말 장치의 이동통신 정보와 복구 동작 정보를 상기 각각의 보조 단말 장치에 전송하여 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전 계통에 있어서의 고장 구간 복구 방법.
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