KR20090028265A

KR20090028265A - 데이터 압축 전송을 수행하는 ｐｍｕ

Info

Publication number: KR20090028265A
Application number: KR1020070093741A
Authority: KR
Inventors: 장수형
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-03-18

Abstract

본 발명은 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU(Phasor Measurement Unit)에 관한 것으로, 전력 계통의 전기량을 측정하고 적은 통신 대역폭을 이용하여 보다 효율적으로 데이터를 송신 가능하도록 구성된 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 전력 계통의 전기량 데이터를 측정하고 통신 네트워크를 통해 광역 전력 측정 시스템의 PDC(Phasor Data Concentrator)로 전송하는 PMU(Phasor Measurement Unit)에 있어서, 상기 PDC로 전송할 상기 전력 계통의 전기량 데이터를 무손실 압축 기법으로 압축하는 데이터 압축부를 더 포함하여 구성된다.

PMU, 전력 계통, GPS, 전기량, 데이터 압축, 압축 전송

Description

데이터 압축 전송을 수행하는 ＰＭＵ{PHASOR MEASUREMENT UNIT PERFORMING DATA COMPRESSION AND TRANSMISSION}

본 발명은 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU(Phasor Measurement Unit)에 관한 것으로, 전력 계통의 전기량을 측정하는 PMU에 있어서 적은 통신 대역폭을 이용하여 보다 효율적으로 데이터를 송신 가능하도록 구성된 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU에 관한 것이다.

도 1은 PMU를 이용한 광역 전력 측정 시스템(Wide Area Power Measurement System)의 구성을 도시한 도면이다.

각 PMU(100)들은 외부로부터 전송받는 동기신호에 의해 동기화되어 정밀한 측정시각 기준하에 시설 모선의 전압 페이저와 연결선로의 전류 페이저를 측정하고, 그 측정한 값들을 네트워크에 연결된 PDC(Phasor Data Concentrator)(102)로 전송한다.

그리고 PDC(102)는 네트워크에 연결된 PMU(100)들로부터 전송되는 전압 페이 저와 전류 페이저 값들을 수신받아 이를 광역 감시 센터(104)로 제공해 주어 송전망의 전력을 측정 및 전력량 모니터링이 가능하게 한다.

여기서, 각 PMU(100)들과 PDC(102) 간에 연결되는 네트워크는 100Base-F 이고, 사용되는 기본 통신 프로토콜은 TCP/IP, 또는 UDP이다.

따라서 본 시스템을 통해 실시간으로 전력 계통의 전기량들을 측정하고 모니터링하기 위해서는 복수의 PMU(100)들과 PDC(102) 간에 데이터 통신이 원활하게 이루어지는 것이 무엇보다 중요하다.

특히나, PMU에서 측정되어 제공되도록 요구하는 전기량 또는 전기량과 관련된 데이터가 점점 많아지고 있는 추세임에 따라, 제한된 통신 대역폭을 통해 각 PMU들로부터 전송하는 데이터들이 전송 지연 또는 데이터 손실 없이 PDC로 전송될 수 있는 방안이 모색될 필요가 있다.

그러므로 본 발명에 따른 과제 해결 수단은 제한된 통신 대역폭을 이용하여 보다 효율적으로 데이터를 송신 가능하도록 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU를 제공하는데 있다.

상기와 같은 과제 해결 수단을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU는 전력 계통의 전기량을 측정하고 통신 네트워크를 통해 광역 전력 측정 시스템의 PDC(Phasor Data Concentrator)로 상기 측정한 전기량 데이터를 전송하는 PMU(Phasor Measurement Unit)에 있어서, 상기 PDC로 전송할 전기량 데이터를 압축하는 데이터 압축부;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 데이터 압축부는, 상기 PDC로 전송할 상기 전력 계통의 전기량 데이터를 무손실 데이터 압축 기법으로 압축하도록 구성되고, 상기 무손실 데이터 압축 기법은, RLE(Run-Length Encoding) 압축 기법, 호프만 코딩(Huffman Coding) 압축 기법, Lempel-Ziv 압축 기법, Lempel-Ziv-Welch(LZW) 압축 기법, 및 델타 압축 기법 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안하는 PMU는 측정한 전력 계통의 전기량 데이터를 압축하여 외부로 전송시킬 데이터량을 줄임으로써 적은 네트워크 대역폭으로도 외부 상위 시스템으로 데이터 전송이 가능하게 해 준다. 또한 PMU에서 외부 상위 시스템으로 전력 계통의 전기량 데이터를 전송해 주는데 시간 지연이 발생할 확률을 줄여주어, 실시간 적으로 PMU에서 측정되는 데이터를 수집 가능한 광역 전력 측정 시스템을 구현할 수 있게 한다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 PMU 구성의 일 실시 예를 도시한 도면으로, 동작상에 필요한 동기신호를 외부 GPS 위성으로부터 수신받아 이용하는 형태의 PMU 구성을 도시한 것이다.

도 2에 도시된 PMU 각 구성요소의 동작은 다음과 같다.

GPS 수신기(200)는 GPS 위성으로부터 수신한 GPS 위성신호를 통해 1PPS(Pulse Per Second) 신호를 생성하여 위상 고정 오실레이터(Phase Locked Oscillator)(202) 및 마이크로프로세서에 동작신호(210)로 제공한다.

위상 고정 오실레이터(Phase Locked Oscillator)(202)는 GPS 수신기(200)를 통해 입력된 1PPS 신호를 이용하여 신호 위상을 고정시키며 자체 펄스신호를 발생시킨다.

신호 측정부(204)는 전력 계통에서 발생되는 전압신호 및 전류신호를 측정하며, 여기 신호 측정부(204)는 그 구성에 따라 전력 계통의 전기량과 관련된 그 이외의 신호를 측정 가능한 구성 요소이다.

Anti-Aliasing 필터(206)는 외부에서 측정된 전력계통의 아날로그 전압신호 및 전류신호를 디지털 신호로 변환시킬 경우에 발생될 수 있는 에일리어싱을 방지하기 위해서 상기 수신된 아날로그 전압신호 및 전류신호에 대해 미리 설정해 놓은 고주파수 대역의 신호를 제거시키는 필터링 작업을 수행한다.

16 비트 아날로그 디지털 컨버터(A/D Converter)(208)는 위상 고정 오실레이터(202)에서 발생시키는 펄스신호를 동작신호로 하여 Anti-Aliasing 필터(206)에서 필터링되어 출력되는 아날로그 전압신호 및 전류신호를 16 비트 디지털 신호로 전환시켜 출력한다.

마이크로프로세서(210)는 16비트 아날로그 디지털 컨버터(208)에서 16비트 디지털 신호로 출력되는 전압신호 및 전류신호를 입력받아 신호 처리를 수행하여 전압 페이저와 전류 페이저 값을 발생시킨다.

통신모듈(212)은 마이크로프로세서(210)에서 발생된 전압 페이저 및 전류 페 이저 값을 연결된 통신 네트워크상으로 송신한다.

이와 같이, PMU(102)는 측정된 전력 계통의 전기량 신호 또는 전기량과 관련된 다른 아날로그 신호들을 수신받아 그 수신한 신호에 대한 신호처리를 수행한 후 외부 네트워크에 여결된 전력 계통에 대한 정보를 수집하는 PDC(104)로 전송되도록 구성된다.

도 3은 본 발명에 따른 PMU의 구성을 도시한 도면으로, 제한된 통신 대역폭을 이용하여 보다 효율적으로 데이터를 송신 가능하도록 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU(102)의 구성을 도시하고 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 PMU(102)는 GPS 수신기(200)와, 위상 고정 오실레이터(202)와, 신호 측정부(204)와, Anti-Aliasing 필터(206)와, 16 비트 아날로그 디지털 컨버터(208)와, 마이크로프로세서(210)와, 데이터 압축부(211)와, 통신모듈(212)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, GPS 수신기(200)와, 위상 고정 오실레이터(202)와, 신호 측정부(204)와, Anti-Aliasing 필터(206)와, 16 비트 아날로그 디지털 컨버터(208)와, 마이크로프로세서(210)와, 통신모듈(212)의 동작은 앞서 언급한 바와 동일하다.

그리고 데이터 압축부(211)는 마이크로프로세서(210)에서 신호 처리된 전력 계통의 전기량 데이터를 좀 더 적은 수의 비트로 부호화하기 위해서 데이터 압축을 수행한다. 데이터 압축부(211)가 수행하는 데이터 압축은 무손실 압축 기법을 이용하는 것을 특징으로 하며, 그 이용하는 무손실 압축 기법에는 다음과 같은 것들이 있다.

연속적인 동일한 데이터를 압축하는 RLE(Run-Length Encoding) 압축 기법, 가변 길이의 비트를 사용하는 Huffman Coding 압축 기법, Dictionary 기반으로 데이터를 압축하는 Lempel-Ziv와 Lempel-Ziv-Welch(LZW) 압축 기법, 및 델타 압축 기법 등이 그것이다.

데이터 압축부(211)는 상기와 같은 압축 기법 중 어느 한 압축 기법을 사용하여 마이크로프로세서(210)에서 신호 처리된 전력 계통의 데이터를 압축하고 통신모듈(212)로 전송하며, 통신모듈(212)은 외부 연결된 통신 네트워크로 상기 압축된 데이터를 송신한다.

따라서, 본 발명에서 제안하는 PMU(102)는 측정한 전력 계통의 전기량 데이터를 압축하여 외부로 전송시킬 데이터량을 줄임으로써 적은 네트워크 대역폭으로도 외부 상위 시스템으로 데이터 전송이 가능하게 해 준다. 또한, PMU(102)에서 외부 상위 시스템으로 전력 계통의 전기량 데이터를 전송해 주는데 시간 지연이 발생할 확률을 줄여주어, 실시간 적으로 PMU(102)에서 측정되는 데이터를 수집 가능한 광역 전력 측정 시스템을 구현할 수 있게 한다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의 해 정해져야 한다.

도 1은 PMU를 이용한 광역 전력 측정 시스템(Wide Area Power Measurement System)의 구성을 도시한 도면,

도 2는 PMU 구성의 일 실시 예를 도시한 도면, 및

도 3은 본 발명에 따른 PMU의 구성을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : GPS 위성 102 : PMU

104 : PDC 106 : 광역 감시센터

Claims

전력 계통의 전기량을 측정하고 통신 네트워크를 통해 광역 전력 측정 시스템의 PDC(Phasor Data Concentrator)로 상기 측정한 전기량 데이터를 전송하는 PMU(Phasor Measurement Unit)에 있어서,

상기 PDC로 전송할 전기량 데이터를 압축하는 데이터 압축부;를 더 포함하여 이루어지는 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU.
제1 항에 있어서,

상기 데이터 압축부는,

상기 PDC로 전송할 상기 전력 계통의 전기량 데이터를 무손실 데이터 압축 기법으로 압축하도록 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU.
제2 항에 있어서,

상기 무손실 데이터 압축 기법은,

RLE(Run-Length Encoding) 압축 기법, 호프만 코딩(Huffman Coding) 압축 기법, Lempel-Ziv 압축 기법, Lempel-Ziv-Welch(LZW) 압축 기법, 및 델타 압축 기법 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU.
제1 항에 있어서,

상기 PMU는

GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하고 상기 신호에 동기되어 전력 계통의 전기량을 측정하도록 구성된 PMU인 것을 특징으로 하는 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU.