KR20080015139A

KR20080015139A - 저압전력량계의 원격검침시스템

Info

Publication number: KR20080015139A
Application number: KR1020080009104A
Authority: KR
Inventors: 김미현
Original assignee: 김미현
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2008-02-18

Abstract

본 발명은 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단을 연결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저압전력량계의 데이터를 수집하는 “저압전력량계의 원격검침시스템”에 있어서, 변압기의 2차선에 PLC와 HFC, CDMA와 디지털TRS통신 중 어느 하나의 통신과의 연결기능과 그 변압기로부터 전력을 공급받는 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering)하는 Hub기능과 수집한 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장기능을 포함하여 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 구성하고 PTE마다 독자적으로 또는 검침센터 서버(Server)의 지시에 따라 DLMS/COSEM통신프로토콜에 의하여 1대 1의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 저장하고, 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버에 송신하게 함으로서 검침센터 서버가 전력량계의 데이터를 DLMS/COSEM통신프로토콜에서 일반적으로 정해진 1대 1의 방법으로 검침데이터를 수집함에 따른 검침시스템의 병목현상(bottleneck)과 이종(異種)통신과의 결합에 따르는 통신선로의 병목현상(bottleneck)을 해소하여 검침센터의 서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량을 확장할 수 있게 하고 PTE와 검침센터 서버와의 사이에서도 DLMS/COSEM통신프로토콜로 수집된 사업영역이 다른 계량기의 검침데이터와 호환 확장이 가능하게 하는 것이다.

즉 본 발명은 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단을 연 결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저속전력량계의 원격검침시스템을 구성을 하되, DLMS/COSEM통신프로토콜의 채택으로 데이터량이 늘어남으로 인하여 검침시스템상 필연적으로 병목현상(bottleneck)이 발생하는 지점, 서로 다른 2개의 통신수단이 연결되는 지점, 필요 시 변압기의 부하감지가 가능한 지점, 그 변압기로부터 전원을 공급받는 전력량계가 PTE가 수집하는 N개의 전력량계가 되는 지점을 일치시켜 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 구성하고 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 데이터를 DLMS/COSEM통신프로토콜에 의하여 1대 1(one by one)의 방법으로 수집 데이터베이스화하여 데이터저장부에 저장하고 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버(Server)에 송신함으로서 검침서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량을 최대화하도록 하는 발명이다.

원격검침, PLC, 서버(Server), 무선통신, 전력량계, PTE(Power data Transmission Equipment), PT(Potential Transformer), CT(Current Transformer)

Description

저압전력량계의 원격검침시스템{Remote control system for Electronic watt hour meter}

본 발명은 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단을 연결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저압전력량계의 데이터를 수집함에 있어서, 변압기의 2차선에 PLC통신과 HFC나 CDMA나 디지털TRS의 통신을 연결하는 기능과 그 변압기로부터 전력을 공급받는 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering)하는 Hub의 기능과 수집한 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장기능을 갖춘 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 구성하고 PTE마다 독자적으로 또는 서버의 지시에 따라 DLMS/COSEM통신프로토콜에 의하여 1대 1의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 저장하였다가 PTE에 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버에 송신함으로서 DLMS/COSEM통신프로토콜이 전력량계와의 접속에 공휴일정보, 예약정보의 확인 등을 포함한 접속데이터량이 많아 전력량계의 표준프로토콜인 DLMS프로토콜로 된 데이터를 재 구성없이 그대로 사용할 경우 통신제어명령 구성에 필요한 file open, negotiation, close 등을 매번 사용하게 되어 많은 시간이 소요되므로 1개의 전력량계의 짧은 검침데이터를 수집하는데도 짧게는 수 초에 서 수 분의 시간이 걸리는 등 통상의 통신프로토콜에 비하여 수십 배의 시간이 소요되는 문제점과 서로 다른 통신수단을 결합한 네트워크를 구성하여 전력량계의 검침데이터를 수집할 경우에는 어느 하나의 통신수단이 고속이라 하더라도 다른 하나의 통신수단이 저속이라면 병목현상 때문에 검침데이터의 전송속도가 저속으로 되는 문제점과 전력량계와의 통신방법이 IR통신으로 데이터 전송속도가 최대19.2Kbps에 불과하다는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

전력회사의 검침센터의 서버(Server)와 전력량계와의 사이에 서로 다른 통신을 연결하는 통신중계기를 두어 일반적인 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 1대 1의 방법으로 검침데이터를 수집하는 전력량계의 원격검침시스템으로는 검침센터의 1개의 서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량이 극히 제한될 수밖에 없다.

그래서 전국의 고압전력량계가 10여 만개, 1개의 전력회사지사가 관리하는 고압전력량계가 만 개를 초과하지 않는 고압전력량계의 검침에는 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 전력회사지사의 1개의 서버에서 고압전력량계를 1대 1의(one by one) 방법으로도 AMR을 할 수도 있겠지만 전국의 저압전력량계가 1천 7백만 개, 1 개의 전력회사지사가 관리하는 저압전력량계가 3백만 개 가까이 되는 저압전력량계의 검침을 전력회사지사의 1 개의 서버가 PLC와 유 무선인터넷 등을 결합한 네트워크를 통하여 일반적인 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 1대 1(one by one)의 방법으로 그 많은 저압전력량계를 AMR을 한다는 것은 물리적으로나 경제성으로나 불가능한 것이다.

전력회사에서는 전력사용량의 검침을 검침원에 의한 직접 방문검침에서 무선을 이용한 근거리 검침(OMR, Off-site Meter Reading), 유 무선인터넷을 이용한 자동검침(AMR, Automatic Meter Reading)으로 전환하는 중이다.

PTE에 소속된 전력량계는 40개 전후인데 계량기통신을 위한 언어인 DLMS(Device Language Message Specification)부를 전력량계에 내장(또는 착탈식으로 결합봉인)된 통신모뎀에 둘 경우 통신모뎀의 마이크로컨트롤러로부터 수신된 Serial통신프로토콜로 된 데이터를 DLMS프로토콜로 변환하여 IR통신으로 전력량계에 전달하고 전력량계로부터 IR통신으로 수신한 DLMS프로토콜로 된 데이터를 Serial통신프로토콜로 변환하여 통신모뎀의 마이크로컨트롤러로 전달하는 역할을 하는 DLMS모듈의 구성에 64kbyte 이상의 마이크로프로세서가 전력량계의 통신모뎀마다 소요된다.

그래서 DLMS(Device Language Message Specification)부를 전력량계에 내장(또는 착탈식으로 결합봉인)된 통신모뎀마다 두지 않고 PTE에 두어 PTE제어부(300)로부터 수신된 Serial통신프로토콜로 된 데이터를 PTE의 DLMS부에서 DLMS프로토콜로 변환하여 전력량계의 통신모뎀으로 전달하고 전력량계의 통신모뎀으로부터 수신한 DLMS프로토콜로 된 데이터를 Serial통신프로토콜로 변환하여 PTE제어부(300)로 전달함으로 써 40개 전후의 DLMS모듈을 1개로서 갈음할 수가 있었다(전력량계의 원격검침시스템(출원번호 10-2007-0084702).

그러나 전력량계의 원격검침시스템(출원번호 10-2007-0084702)은 PTE에서 DLMS프로토콜을 변환함으로서 40개 전후의 DLMS모듈을 1개로서 갈음하는 경제성은 있으나 PTE와 검침센터 서버와의 통신프로토콜이 COSEM이 아니기 때문에 PTE와 서버 사이에서는 DLMS/COSEM프로토콜로 된 사업영역이 다른 다양한 계량기의 검침데이터와 호환 확장이 곤란하다는 단점이 남아 있다.

본 발명은 출원인이 발명 등록한 공개특허 “변압기의 부하감시와 전력량계의 검침을 통합수행하는 원격관리시스템(공개번호 10-2003-0029381, 공개일자 2003. 4. 14)”와 “전력량계의 원격검침시스템(공개번호 10-2007-009472, 공개일자 2007. 9. 21)”의 개량발명이다.

DLMS/COSEM통신프로토콜이 전기는 물론 사업영역이 다른 가스 수도 등 다양한 계량기와 호환 확장이 가능한 장점을 가졌지만 전력량계와의 접속에 공휴일정보, 예약정보의 확인 등을 포함한 접속데이터량이 많아 전력량계의 표준프로토콜인 DLMS프로토콜로 된 데이터를 재 구성없이 그대로 사용할 경우 통신제어명령 구성에 필요한 file open, negotiation, close 등을 매번 사용하게 되어 많은 시간이 소요되어 1개의 전력량계의 데이터를 수집하는데도 짧게는 수 초에서 수 분의 시간이 걸리므로 통상의 통신프로토콜에 비하여 수십 배의 시간이 소요되는 문제점이 있고, 서로 다른 통신수단을 결합한 네트워크를 구성하여 전력량계의 검침데이터를 수집할 경우에는 어느 하나의 통신수단이 아무리 고속이라 하더라도 다른 하나의 통신수단이 저속이라면 병목현상(bottleneck) 때문에 검침데이터의 전송속도가 저속으로 되는 문제점과 전력량계와의 통신방법이 IR통신으로 최대 데이터 전송속도가 19.2Kbps 이내라는 제약이 있어 전력량계데이터의 전송속도가 저속통신수단과 19.2kbps 중 느린 쪽으로 되는 문제점이 있었다.

이 때문에 전력회사의 검침센터의 서버(Server)와 전력량계와의 사이에 서로 다른 통신을 연결하여 일반적 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 전력량계데이터를 1대 1로 수집하여서는 검침센터의 1개의 서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량이 극히 제한될 수밖에 없다.

그래서 전국의 고압전력량계가 10여 만개, 1개의 전력회사지사가 관리하는 고압전력량계가 1만 개 전후에 지나지 않는 고압전력량계의 원격검침시스템에서는 전력회사지사의 1 개의 서버로서 일반적인 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 고압전력량계를 1대 1의 방법으로도 AMR을 할 수도 있겠지만,

전국의 저압전력량계가 1천 7백만 개 전후, 1 개의 전력회사지사가 관리하는 저압전력량계가 3백만 개 가까이 되는 전력회사지사의 1 개의 서버(Server)로 PLC와 유 무선인터넷 등을 결합한 네트워크를 통하여 일반적인 DLMS/COSEM통신프로토콜인 1대 1의 방법으로 그 많은 저압전력량계를 AMR을 한다는 것은 물리적으로나 경제성으로나 불가능한 것이다.

DLMS/COSEM통신프로토콜은 상호 운용성을 기반으로 사업영역이 다른 다양한 계량기들과 호환 확장이 가능한 통신을 유도하는 일반적인 사항만을 나열하고 있을 따름으로 이러한 문제점을 해결하는 방안까지 정하여 있지 않다.

시스템상의 병목현상(bottleneck)의 해결뿐만 아니라 현재는 무선인터넷은 데이터사용량에 따른 종량제 요금이 부과되고 있는데 비하여 유선인터넷사용료가 정액제이어서 우선은 유선인터넷이 데이터량으로부터 자유로울 것 같지만 인터넷요금제도가 가변적이므로 검침데이터의 양을 줄이는 것이 바람직하다.

변압기의 2차선에 PLC통신과 HFC나 CDMA나 디지털TRS의 통신을 연결하는 중계기능과 그 변압기로부터 전력을 공급받는 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering)하는 Hub의 기능과 수집한 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장기능을 갖춘 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 구성하고 PTE마다 독자적으로 또는 서버의 지시에 따라 DLMS/COSEM통신프로토콜에 의하여 1대 1의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 저장하였다가 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버에 송신함으로서 DLMS/COSEM통신프로토콜이 전력량계와의 접속데이터량이 많아 전력량계의 표준프로토콜인 DLMS프로토콜로 된 데이터를 재 구성없이 그대로 사용할 경우 통신제어명령 구성에 필요한 file open, negotiation, close 등을 매번 사용하게 되어 많은 시간이 소요되어 1개의 전력량계의 짧은 검침데이터를 수집하는데도 짧게는 수 초에서 수 분의 시간이 걸리는 등 통상의 통신프로토콜에 비하여 수십 배의 시간이 소요되는 시스템상의 문제점과 서로 다른 통신수단을 결합한 네트워크를 구성하여 전력량계의 검침데이터를 수집할 경우에는 어느 하나의 통신수단이 고속이라 하더라도 다른 하나의 통신수단이 저속이라면 병목현상 때문에 검침데이터의 전송속도가 저속으로 되는 문제점과 전력량계와의 통신방법이 IR통신으로 데이터 전송속도가 최대19.2Kbps에 불과하다는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여 저압전력량계의 검침시스템을 DLMS/COSEM통신프로토콜의 채택에 따라 필연적으로 데이터량이 늘어남으로 인하여 검침시스템상 필연적으로 병목현상(bottleneck)이 발생하게 되는 지점, 서로 다른 2개의 통신수단이 연결되는 지점, 필요 시 변압기의 부하데이터를 감지할 수 있는 지점, 그 변압기로부터 전원을 공급받는 전력량계가 PTE가 수집하는 N개의 전력량계가 되는 지점을 일치시켜 N개의 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 설치하고 PTE에 소속된 N개의 전력량계로부터 수집한 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버에 전송하여 일반프로토콜로 변환하게 함으로서 1개의 서버(Server)가 관리할 수 있는 전력량계를 최대한으로 늘리도록 한다.

본 발명은 2개의 통신수단을 연결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저압전력량계의 데이터를 수집함에 있어서, 변압기의 2차선에 PLC통신과 HFC나 CDMA나 디지털TRS의 통신을 연결하는 기능과 그 변압기로부터 전력을 공급받는 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering)하는 Hub의 기능과 수집한 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data Base)하는 데이터저장기능을 갖춘 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 구성하고 PTE마다 독자적으로 또는 서버의 지시에 따라 DLMS/COSEM통신프로토콜에 의하여 1대 1의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 데이터베이스하여 저장하였다가 저장된 N개의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버에 송신함으로서 DLMS/COSEM통신프로토콜이 전력량계와의 접속에 공휴일정보, 예약정보의 확인 등을 포함한 접속데이터량이 많아 전력량계의 표준프로토콜인 DLMS프로토콜로 된 데이터를 재 구성없이 그대로 사용할 경우 통신제어명령 구성에 필요한 file open, negotiation, close 등을 매번 사용하게 되어 많은 시간이 소요되어 1개의 전력량계의 짧은 검침데이터를 수집하는데도 짧게는 수 초에서 수 분의 시간이 걸리므로 통상의 통신프로토콜에 비하여 수십 배의 시간이 소요되는 문제점과 서로 다른 통신수단을 결합한 네트워크를 구성하여 전력량계의 검침데이터를 수집할 경우에는 어느 하나의 통신수단 이 고속이라 하더라도 다른 하나의 통신수단이 저속이라면 병목현상 때문에 검침데이터의 전송속도가 저속으로 되는 문제점과 전력량계와의 통신방법이 IR통신으로 데이터 전송속도가 최대19.2Kbps에 불과하다는 문제점을 해결함과 동시에 DLMS/COSEM통신프로토콜의 취지를 살려 공지된 공개특허 “전력량계의 원격검침시스템(공개번호 10-2007-009472, 공개일자 2007. 9. 21)”과는 달리 PTE와 검침센터 사이에서도 DLMS/COSEM통신프로토콜로 수집된 가스 수도 등의 검침데이터와 호환 확장이 가능하게 하였다.

본 발명의 구성 및 작용을 CDMA+RF+PLC를 결합한 네트워크를 기준으로 하여 상술하면 다음과 같으며 CDMA는 HFC나 디지털TRS로, PLC는 RF나 전용선으로 치환될 수 있으며, 저압전력량계의 원격검침시스템(AMR, Automatic meter reading)구성 및 작용을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구체적인 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

PLC(Power Communication Line)와 다른 어느 하나의 통신수단을 연결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저압전력량계의 데이터를 수집함에 있어서, 변압기의 2차선에 PLC통신과 HFC나 CDMA나 디지털TRS통신을 연결하는 기능과 그 변압기로부터 전력을 공급받는 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering)하는 Hub의 기능과 수집한 N개의 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장기능을 갖춘 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 구성하고 PTE마다 독자적으로 또는 검침센터 서버의 지시에 따라 DLMS/COSEM통신프로토콜 에 의하여 1대 1(one by one)의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 저장하였다가 저장된 N개의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버에 송신하게 함으로서 DLMS/COSEM통신프로토콜이 많은 장점에도 불구하고 전력량계와의 접속에 공휴일정보, 예약정보의 확인 등을 포함한 접속데이터량이 많아 전력량계의 표준프로토콜인 DLMS프로토콜로 된 데이터를 재 구성없이 그대로 사용할 경우 통신제어명령 구성에 필요한 file open, negotiation, close 등을 매번 사용하여야 하므로 1개의 전력량계의 짧은 검침데이터를 수집하는데도 짧게는 수 초 긴 것은 수 분의 시간이 소요되므로 통상의 통신프로토콜에 비하여 수십 배의 시간이 걸리는 검침시스템상의 문제점과 서로 다른 통신수단을 결합한 네트워크를 구성하였을 경우에는 어느 하나의 통신수단이 고속이라 하더라도 다른 하나의 통신수단이 저속이면 통신속도가 저속이 되어 발생하는 병목현상의 문제점과 전력량계와의 통신방법이 IR통신으로 데이터 전송속도가 최대 19.2Kbps에 불과하다는 문제점을 해결한다.

변압기 2차선에 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단이 연결되는 지점과 변압기의 부하감지가 가능한 지점과 그 변압기로부터 전원을 공급받는 전력량계가 PTE가 수집하는 N개의 전력량계가 되는 지점을 일치시켜 DC전원으로 출력한 전원부(303), 전력회사 검침센터서버와 데이터통신하는 CDMA모뎀(301), 수용가 전력량계와 데이터통신하는 PLC모뎀(304), PTE Slave를 둘 경우 PTE Slave와 데이터통신하는 RF모뎀(302), 운용프로그램을 내장한 PTE제어부(300), 검침하고 자하는 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)하는 데이터저장부(306) 등을 포함한 N개의 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)(103)를 구성하여 검침서버(101)와는 CDMA에 의하여 데이터통신을 하고 PTE Slave와는 RF에 의하여 데이터통신을 하며 그 변압기들로부터 전력을 공급받는 N개의 전력량계의 PLC모뎀(105)과는 PLC에 의하여 데이터통신을 한다.

PTE(103)와 인접한 주상변압기들의 2차선에 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단이 연결되는 지점, 변압기의 부하감지가 가능한 지점, 그 변압기로부터 전원을 공급받는 전력량계가 PTE가 수집하는 N개의 전력량계가 되는 지점을 일치시켜 DC전원으로 출력한 전원부(403), PTE와 데이터통신하는 RF모뎀(401), 수용가 전력량계와 데이터통신하는 PLC모뎀(402), 운용프로그램을 내장한 PTE제어부(400), 데이터저장부(405) 등을 포함한 N개의 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment) Slave(104)를 구성하여 PTE(103)와는 RF에 의하여 데이터통신을 하고 그 변압기들로부터 전력을 공급받는 N개의 전력량계의 PLC모뎀(105)과는 PLC에 의하여 데이터통신을 한다.

도 1의 시스템 구성과 도 2의 통신방식을 상호 참조하여 설명하면,

PTE에 소속된 N개의 전력량계에 PLC(Power Line Communication)모뎀을 내장(또는 착탈식으로 결합봉인)하여 PTE(103) 또는 PTE Slave(104)는 DLMS통신프로토콜에 따라 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 1대 1의 방법으로 데이터통신을 하여 수집 데이터저장부(306)(405)에 저장하고 PTE Slave(104)는 N개의 전 력량계의 검침데이터를 PTE(103) 또는 PTE(103)를 거쳐 검침센터 서버에 송신한다.

PTE(103) 또는 PTE Slave(104)는 검침센터서버(101)의 정보요구에 따라 저장된 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 이동통신망(202)으로 송, 수신한다.

도 3은 기지국의 PTE(103)의 구성으로 장치운용프로그램이 내장된 PTE제어부(300)는 변압기 2차선에서 출력하여 DC전력으로 정류한 전원부(303)로부터 동작에 필요한 DC전원을 공급받으면서 검침센터서버(101)와 CDMA모뎀(301)을 통하여 송수신하며 PTE Slave(104)와는 RF모뎀(302)에 의하여 송 수신한다.

변압기의 2차선에 부착된 PTE(103) 또는 PTE Slave(104)는 동일 변압기로부터 전력을 공급받는 수용가들의 전력량계의 PLC모뎀(501)과 PLC통신(204)에 의하여 수집한 전력량계의 검침데이터를 데이터의 기억장치인 데이터저장부(306)(405)에 저장하고, PTE Slave(104)는 전력량계의 전력사용량 검침데이터를 PTE(103)에 송신하여 데이터를 취합하게 하거나 PTE(103)를 거쳐 검침센터 서버에 송신한다.

PTE(103)의 장치운용프로그램이 내장된 PTE제어부(300)는 변압기 2차선에서 출력하여 DC전원으로 정류한 전원부(303)로부터 동작에 필요한 전원을 공급받으면서 검침센터서버(101)에서 무선인터넷으로 보내오는 정보를 CDMA모뎀(301)을 통하여 수신하여 PTE Slave(104)에 RF모뎀(302)을 통하여 송신한다.

이때의 정보는 검침센터서버(101) 또는 이동통신에서 부수적으로 송신하는 시각의 갱신(RTC, Real time clock)입력이 포함되며 전력량계들의 검침데이터를 수집할 때 또는 N개의 전력량계에 동시에 송신하여 전력량계들의 시계를 실 시각으로 갱신한다.

도 4는 PTE Slave(104)의 구성으로 장치 운용 프로그램이 내장된 PTE제어부(400)는 변압기 2차선에서 출력하여 DC전력으로 정류한 전원부(403)로부터 동작에 필요한 DC전원을 공급받으면서, PTE(103)로부터 보내오는 정보를 RF로 수신하여 그 변압기로부터 전력을 공급받는 전력량계와 PLC모뎀(402)에 의하여 송, 수신한다. 이때의 정보는 검침센터서버(101) 또는 이동통신에서 PTE(103)를 거쳐 송신되는 실 시각 갱신(RTC, Real time clock)입력이 포함되며 전력량계들의 검침데이터를 수집할 때 또는 N개의 전력량계에 동시에 송신하여 전력량계의 시계를 실 시각으로 갱신한다.

전력량계로부터 DLMS통신프로토콜에 의한 1대 1의 방법으로 수집한 검침데이터를 데이터베이스(DB, Data base)하는 데이터저장부(405)에 일시 저장한 뒤 PTE(103)나 검침센터서버(101)의 정보요구에 따라 일괄(一括, batch)하여 송신하고 이상이 발생하면 즉시 PTE(103)를 거쳐 검침센터서버(101)에 경보를 통보한다.

도 5는 전력량계 모뎀(105)의 구성으로 장치운용프로그램이 내장된 마이크로 컨트롤러(500)는 동작에 필요한 DC전원을 전원부에서 공급받으면서 PTE(103) 및 PTE Slave(104)로부터 보내오는 정보와 수용가 전력량계의 정보를 PLC통신에 의하여 송 수신한다. 이때 PTE 및 PTE Slave를 거쳐 보내오는 검침센터서버(101) 또는 이동통신에서 부수적으로 송신하는 실 시각 갱신(RTC, Real time clock)입력이 포함되며 이를 전달받은 마이크로컨트롤러(500)는 전력량계의 시계를 실 시각으로 갱신한다.

정전을 감지하게 되면 전원부(503)로부터 백업전원(밧데리)을 연결하여 현재의 정보를 정전 대비 EEPROM메모리(504)에 저장한 뒤 절약모드로 들어가고 다시 전력이 공급되면 메모리에 있는 정보로 장치를 업데이트한 뒤 정상상태로 돌아간다.

본 발명에 있어 하부기능의 주변기기로서 미설명부호 305,405,505는 마이크로컨트롤러를 구동용 CLOCK신호를 발생시키는 클럭발생기로서 전자식 타이머 기능의 시계제어부이며 디스플레이(507)은 마이크로 컨트롤러에서 출력되는 신호를 입력받아 데이터 및 상태를 LCD, LED 등의 액정화면에 디지털로 출력 표시하여 디스플레이하는 표시장치이다.

도 6은 상기 장치들이 상호 통신하는데 필요한 프로토콜을 구성하는 데이터의 포맷으로, 전력회사의 지점(601), 1개의 지점이 관리하는 PTE(602), 1개의 PTE가 관리하는 PTE Slave(603), 1개의 PTE 또는 PTE Slave가 관리하는 수용가들의 일 련번호와 시간 보정, 정상 검침, 특정 검침 등의 업무 구분(605), 상위에서 하위로 송신하는 단계별 여부나 하위에서 상위로 수신하는 단계별 여부를 구분하는 코드(606), 실제적인 데이터(607), 통신 데이터의 정확성을 체크하는 에러체크부로 구성한다.

또한 상기한 제어부(300, 400, 500)는 직렬통신장치로서 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)(범용비동기화수신기)가 구비되어 각각의 모뎀들과 인터페이스된다.

PTE(103) 이하의 동작을 설명하면 다음과 같다.

검침센터서버(101)의 검침 운용 프로그램이 기동되면 PTE(103)는 검침센터서버(101) 또는 이동통신에서 부수적으로 송신하는 실 시각 갱신(RTC, Real time clock)기능을 이용하여 계속적으로 PTE(103), PTE Slave(104) 또는 전력량계의 시계를 표준시각으로 제어하면서 PTE마다 독자적으로 또는 서버의 지시에 따라 DLMS통신프로토콜에 의하여 1대 1의 방법으로 PTE(103), PTE Slave(104)에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 데이터의 기억장치인 데이터저장부(306)(405)에 저장하였다가 일괄(一括, batch)적으로 검침센터서버(101)로 송신한다.

DLMS/COSEM통신프로토콜이 전기는 물론 사업영역이 다른 가스 수도 등 다양한 계량기와 호환 확장이 가능한 장점을 가졌지만 전력량계와의 접속에 공휴일정 보, 예약정보의 확인 등을 포함한 접속데이터량이 많아 전력량계의 표준프로토콜인 DLMS프로토콜로 된 데이터를 재 구성없이 그대로 사용할 경우 통신제어명령 구성에 필요한 file open, negotiation, close 등을 매번 사용하여야 하므로 1개의 전력량계의 짧은 검침데이터를 수집하는데도 짧게는 수 초에서 수 분의 시간이 소요되므로 통상의 통신프로토콜에 비하여 수십 배의 시간이 걸리는 문제점이 있고, 서로 다른 통신수단을 결합한 네트워크를 구성하여 전력량계의 검침데이터를 수집할 경우에는 어느 하나의 통신수단이 고속이라 하더라도 다른 하나의 통신수단이 저속이면 검침데이터의 전송속도가 저속으로 되는 문제점과 전력량계와의 통신방법이 IR통신으로 최대 데이터 전송속도가 19.2Kbps 이내라는 제약이 있다.

이 때문에 전력회사의 검침센터의 서버와 전력량계와의 사이에 서로 다른 통신을 연결하는 통신중계기를 두어 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 one by one 방법으로 검침데이터를 수집하는 전력량계의 원격검침시스템으로는 검침센터의 1개의 서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량이 극히 제한될 수밖에 없다.

본 발명은 DLMS/COSEM통신프로토콜로 운영되는 저압전력량계의 원격검침시스템에 있어서, 변압기의 2차선에 PLC통신과 HFC나 CDMA나 디지털TRS의 통신을 연결하는 중계기능과 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering)하는 Hub의 기능과 데이터저장기능을 수행하는 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)를 구성하고 PTE마다 독자적으로 DLMS통신프로토콜로 1대 1의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 저장하였다가 검침센터 서버의 지시에 따라 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버에 송신함으로서 DLMS/COSEM통신프로토콜에 의한 통상적인 검침시스템의 병목현상(bottleneck)과 이종(異種)통신선로의 병목현상(bottleneck)을 해소하여 검침센터의 1개의 서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량을 확장하게 하고 PTE와 검침센터 사이에서도 DLMS/COSEM통신프로토콜로 수집된 가스 수도 등의 검침데이터와 호환 확장이 가능하게 하는 것이다.

도면에는 미 도시하였으나 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment) 및 PTE Slave를 변압기의 부하데이터를 손실이 없이 감지할 수 있는 지점에 설치하였으므로 PTE 및 PTE Slave에 PT(Potential Transformer)나 CT(Current Transformer)를 추가하여 변압기의 부하데이터까지 수집할 수 있다.

위 구성의 네트워크는 통신의 발전 및 상용화가 인터넷의 경우는 유선에서 무선, 전력선통신으로 변천하여 왔음을 고려하여 CDMA+RF+PLC로 구성한 것이므로 위의 구성 중 일부를 데이터통신방법으로 공지된 균등수단 중에서 기기환경에 따라 선택할 수 있는 단순한 공지기술을 전환한 즉, 검침센터 서버와 PTE와의 통신수단인 CDMA를 HFC(광동축혼합망, Hybrid-fiber coaxial)나 광케이블(Optic cable) 또는 디지털TRS로 전환하거나 PTE와 저압전력량계와의 통신수단인 PLC를 RF(Radio frequency)나 유선으로 전환하거나 PTE와 PTE Slave와의 통신수단인 RF(Radio frequency)를 PLC(중성점조가선 포함)나 전용선으로 전환하였다 하여 본 발명의 권리의 범위를 벗어나지 않는다.

도 1은 본 발명의 전체 시스템 구성도

도 2는 본 발명의 상호 통신 방식을 도시한 도면

도 3은 본 발명에 적용되는 PTE의 내부 블록 구성도

도 4는 본 발명에 적용되는 PTE Slave의 내부 블록 구성도

도 5는 본 발명에 적용되는 수용가 모뎀의 내부 블록 구성도

도 6은 본 발명에 적용되는 프로토콜의 데이터 포맷 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 검침센터 서버 102 : 이동통신 사업망

103 : PTE 104 : PTE Slave

105 : 수용가 모뎀 201,202 : 이동통신

203 : 근거리 무선통신 204 : PLC 통신

300,400: PTE제어부 301 : 이동통신모뎀

302,401 : 근거리나 무선통신모뎀 303,403,503 : 전원부

304,404,504 : 메모리 305,405,505 : 시계 제어

309,402,501:PLC 500: 마이크로컨트롤러 502 : 계량기 사용량 체크 506 : 정전 체크

Claims

PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단을 연결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저압전력량계의 데이터를 수집하는 “저압전력량계의 원격검침시스템”에 있어서,

검침센터서버(101), 변압기의 2차선에 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단이 연결되는 지점과 변압기의 부하감지가 가능한 지점과 그 변압기로부터 전원을 공급받는 전력량계가 PTE가 수집하는 N개의 전력량계가 되는 지점을 일치시켜 DC전원으로 출력한 전원부(303), 검침센터서버(101)와의 데이터통신모뎀(301), 전력량계와의 데이터통신모뎀(304), PTE Slave를 둘 경우 PTE Slave와의 데이터 통신모뎀(302), PTE제어부(300), 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장부(306)를 포함하여 구성된 N개의 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)(103), 그리고 PTE와의 데이터통신모뎀이 내장(또는 착탈식으로 결합봉인)된 N개의 전력량계로 저압전력량계의 원격검침시스템을 구성하여

PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)가 전력량계와의 통신수단인 PLC와 검침센터서버(101)와의 다른 통신수단을 연결하는 기능과 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering), PTE Slave를 둘 경우 N개의 PTE Slave의 데이터를수집 또는 중계하는 Hub의 기능과 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하여 저장하는 데이터저장기능을 수행하여 PTE마다 독자적 으로 또는 검침센터서버(101)의 지시에 따라 DLMS통신프로토콜에 의하여 1대 1 (one by one)의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집하여 데이터베이스화하여 데이터저장부(306)에 저장하고, 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버(101)에 송신하게 하는 것을 특징으로 하여 검침센터의 서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량을 확장할 수 있게 하는 저압전력량계의 원격검침시스템.
PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단을 연결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저압전력량계의 데이터를 수집하는 “저압전력량계의 원격검침시스템”에 있어서,

PTE Slave(104)를 둘 경우 검침센터서버(101), PTE(103), PTE의 주변 변압기 2차선에 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단이 연결되는 지점, 변압기의 부하감지가 가능한 지점, 그 변압기로부터 전원을 공급받는 전력량계가 PTE가 수집하는 N개의 전력량계가 되는 지점을 일치시켜 DC전원으로 출력한 전원부((403), PTE와의 데이터통신모뎀(401), 전력량계와의 데이터통신모뎀(402), 운용프로그램을 내장한 PTE Slave제어부(400), 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장부(405)를 포함하여 구성된 N개의 PTE Slave(104), 그리고 PTE Slave와의 데이터통신모뎀이 내장(또는 착탈식으로 결합봉인)된 N개의 전력량계로 저압전력량계의 원격검침시스템을 구성하여

PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment) Slave가 전력량계 와의 통신수단인 PLC와 PTE와의 다른 통신수단을 연결하는 기능과 PTE Slave에 소속된 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering)하는 Hub의 기능과 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하여 저장하는 데이터저장기능을 수행하여 PTE(103) 또는 검침센터서버(101)의 지시에 따라 DLMS통신프로토콜에 의하여 1대 1(one by one)의 방법으로 PTE Slave에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집 데이터베이스화하여 데이터저장부(405)에 저장하고, 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 PTE에 전송하여 취합하게 하거나 PTE가 Hub의 역할만 할 경우에는 PTE를 거쳐 검침센터 서버(101)에 송신하게 하는 것을 특징으로 하여 검침센터의 서버가 관리할 수 있는 전력량계의 수량을 확장할 수 있게 하는 저압전력량계의 원격검침시스템.
PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단을 연결하여 DLMS/COSEM통신프로토콜에 따라 저압전력량계의 데이터를 수집하기 위하여

검침센터서버(101), 변압기의 2차선에 PLC(Power Communication Line)와 다른 하나의 통신수단이 연결되는 지점, 변압기의 부하감지가 가능한 지점, 그 변압기로부터 전원을 공급받는 전력량계가 PTE가 수집하는 N개의 전력량계가 되는 지점을 일치시켜 DC전원으로 출력한 전원부(303), 검침센터서버(101)와의 데이터통신모뎀(301), 전력량계와의 데이터통신모뎀(302), PTE제어부(300), 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장부(306)를 포함하여 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)(103), PTE Slave(104)를 둘 경우 PTE의 주변 변압기 2차선에 DC전원으로 출력한 전원부(403), PTE와의 데이터통신모뎀(401), 전력량계와의 데이터통신모뎀(402), 운용프로그램을 내장한 PTE Slave제어부(400), 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하는 데이터저장부(405)를 포함하여 PTE Slave(104), 그리고 PTE(103) 및 PTE Slave(104)와의 데이터통신모뎀이 내장(또는 착탈식으로 결합봉인)된 수용가 전력량계로 저압전력량계의 원격검침시스템을 구성하여 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)가 전력량계와의 통신수단인 PLC와 검침센터서버(101)와의 다른 통신수단을 연결하는 기능과 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 데이터를 수집(gathering), PTE Slave를 둘 경우 N개의 PTE Slave의 데이터를수집 또는 중계하는 Hub의 기능과 전력량계의 정보를 데이터베이스(DB, Data base)화하여 저장하는 데이터저장기능을 수행하여 PTE마다 독자적으로 또는 검침센터서버(101)의 지시에 따라 DLMS통신프로토콜에 의하여 1대 1 (one by one)의 방법으로 PTE에 소속된 N개의 전력량계의 검침데이터를 수집하여 데이터베이스화하여 데이터저장부(306)에 저장하고, 저장된 N개의 전력량계의 검침데이터를 일괄(一括, batch)적으로 검침센터 서버(101)에 송신하게 하는 저압전력량계의 원격검침시스템에 있어서,

PTE가 검침센터서버(101)로부터 실 시각 갱신(RTC, Real Time Clock) 데이터를 수신하거나 이동통신에서 부수적으로 송신하는 실 시각 갱신(RTC, Real Time Clock) 데이터를 수신하여 PTE나 PTE Slave(103,104) 또는 수용가전력량계의 시계를 실 시각으로 갱신 유지토록 하는 것을 특징으로 하는 저압전력량계의 원격검침시스템.
제 1항 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

PTE(103)와 전력회사 검침센터서버와의 데이터통신모뎀(301)은 CDMA모뎀이나 HFC모뎀 또는 디지털TRS모뎀으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 저압 전력량계의 원격검침시스템.
제 1항 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

PTE(103)와 PTE Slave(104)와의 데이터통신모뎀(301)은 RF 또는 전용선 또는 PLC(중성점조가선 포함)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 저압 전력량계의 원격검침시스템.
제 1항 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

PTE(103)와 수용가 전력량계와의 데이터통신수단, PTE Slave(104)와 수용가 전력량계와의 데이터통신수단인 PLC를 RF(Radio frequency)나 전용선으로 전환할 수 있는 것을 특징으로 하는 저압 전력량계의 원격검침시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

필요 시 PTE(데이터전송장치, Power data Transmission Equipment)와 PTE Slave에 PT(Potential Transformer)나 CT(Current Transformer)를 추가하여 변압기의 부하데이터까지 수집할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 저압 전력량계의 원 격검침시스템.