KR20100100399A - Electric supply automatic system of wavelength divison multiplexing bases for an electric supply protection cooperative information transfer - Google Patents

Electric supply automatic system of wavelength divison multiplexing bases for an electric supply protection cooperative information transfer Download PDF

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KR20100100399A
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Abstract

PURPOSE: An automatic distribution system based on WDM for transferring power distribution protection coordination information applying the power supply network of a close loop mode is provided to individually transmit protective coordination information between terminals. CONSTITUTION: An FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)(220) converts a control signal and protection cooperative signal information in a form of RS-232. The FRTU performs a protection coordination algorithm. An optical modem(230) converts the control signal into the first optical signal. A high speed data transmission unit(210) converts the protection coordination signaling information into the second optical signal. The high speed data transmission unit multiplexes the first optical signal and the second optical signal. The high speed data transmission unit transmits the multiplexed optical signal through one optical cable.

Description

배전보호협조 정보전송을 위한 WDM 기반의 배전자동화 시스템{ELECTRIC SUPPLY AUTOMATIC SYSTEM OF WAVELENGTH DIVISON MULTIPLEXING BASES FOR AN ELECTRIC SUPPLY PROTECTION COOPERATIVE INFORMATION TRANSFER}Distribution automation system based on WMD for transmission protection cooperative information transmission {ELECTRIC SUPPLY AUTOMATIC SYSTEM OF WAVELENGTH DIVISON MULTIPLEXING BASES FOR AN ELECTRIC SUPPLY PROTECTION COOPERATIVE INFORMATION TRANSFER}

본 발명은 추가적인 광통신망을 구축하지 않고도 배전자동화 시스템의 정전 파급의 신속한 차단과 무정전 복구를 가능하게 하는 배전보호협조 정보전송을 위한 WDM 기반의 배전자동화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a WDM-based distribution automation system for transmission protection coordination information transmission that enables the rapid interruption of power outage and uninterrupted recovery of the distribution automation system without establishing an additional optical communication network.

배전자동화 시스템은 주장치에서의 데이터 요구, 원격 단말장치에서의 데이터 응답에 필요한 통신장치로, 일반적으로 배전자동화 시스템은 중앙장치와 단말장치 간에 적용되는 것으로 대개 단말장치는 시리얼 통신을 통해 통신망 접속 장비와 연결하여 통신 매치를 통해 중앙장치와 데이터 통신을 하게 된다. The distribution automation system is a communication device that is required for data request from the main device and the response of data from the remote terminal device. Generally, the distribution automation system is applied between the central device and the terminal device. The data is then communicated with the central unit through a communication match.

배전자동화 시스템의 단말장치와 중앙장치가 통신하는 방식으로는 전용선에 의한 유선모뎀방식과 주파수 공용시스템 방식 및 기간 광선로망을 이용한 광모뎀방식이 있으며, 최근 데이터 전송의 신뢰성으로 인한 광모뎀 방식이 대부분을 차지하 고 있다.There are two methods of communication between the terminal and the central unit of the distribution automation system: a wired modem method using a dedicated line, a frequency sharing system method, and an optical modem method using a main optical fiber network. Occupies.

광모뎀은 전기신호와 광신호를 상호변환하는 장치를 일컫는 것으로 광통신에 사용되며, 컴퓨터의 전기 신호 출력을 빛의 강약으로 바꾸어 광 케이블로 보내거나 광 케이블에서 보내 온 빛의 강약을 전기 신호로 바꾸어 컴퓨터에 입력하는 것을 통칭한다.An optical modem is a device that converts electrical signals and optical signals. It is used for optical communication. It converts the electrical signal output of a computer into light intensity and sends it to an optical cable or converts the intensity of light from an optical cable into an electrical signal. Commonly referred to as typing on a computer.

그러나, 현재 이러한 배전자동화 시스템에 이용되고 있는 광모뎀방식은 중장치와 단말장치 간의 데이터 전송 기능만 있을뿐, 단말장치(FRTU)간 1:1 통신기능이 없으며, 광모뎀방식의 배전자동화 통신망을 이용한 배전보호협조 정보를 전송하기 위해서는 단말장치간 직접통신을 해야 하기 때문에 별도의 광통신망을 구성해야 한다. However, the optical modem method currently used in the distribution automation system has only a data transmission function between the intermediate apparatus and the terminal apparatus, and there is no 1: 1 communication function between the terminal units (FRTUs). In order to transmit the power distribution protection coordination information used, since a direct communication between terminal devices is required, a separate optical communication network must be configured.

또한, 이를 위한 전송회선(링으로 구성된 백본망을 제외한 보호협조 전용의 광통신망)이 각각 필요하기 때문에 설비 비용이 많이 소모되는 단점이 발생한다.In addition, since a transmission line (optical communication network dedicated to protection coordination except for a backbone network composed of rings) is required for this purpose, a disadvantage arises in that facility costs are consumed.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 기존의 설치되어 있는 배전자동화 시스템에 파장분할 다중전송 기술을 부가하여 별도의 통신망을 신설하지 않고 기존의 기설된 하나의 통신망을 사용하여 논리적으로 분리된 통신망을 구현하고, 현장의 단말장치간 보호협조 정보를 독립적으로 전송할 수 있도록 하여 클로즈 루프 방식의 전력 공급 망을 전력계통에 적용할 수 있는 배전보호협조 정보전송을 위한 WDM 기반의 배전자동화 시스템을 제공하는 데에 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention adds wavelength division multiplexing technology to the existing distribution automation system, and logically separates the communication network by using one existing communication network without establishing a separate communication network. And WDM-based distribution automation system for transmission protection coordination information transmission that can apply closed loop power supply network to power system by transmitting protection coordination information between terminal devices in the field independently. It has a purpose.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배전보호협조 정보전송을 위한 WDM 기반의 배전자동화 시스템은 클로즈 루프 방식에서 1사이클(16.7ms) 이내의 고속 데이터 처리를 위한 직렬 데이터 광전변환 기술과 기존의 통신망에 논리적인 통신망 추가를 위한 광파장분할 다중화 기술을 결합할 수 있다.In order to achieve the above object, the WDM-based distribution automation system for transmission protection coordination information transmission of the present invention is applied to a serial data photoelectric conversion technology and a conventional communication network for high-speed data processing within one cycle (16.7 ms) in a closed loop method. It can combine optical wavelength division multiplexing techniques for adding logical networks.

본 발명은 고속 데이터 전송 유니트에 관한 것으로 시리얼 신호 형태로 수신되는 보호협조 신호를 광신호로 변환하는 직렬 데이터 광변환모듈을 포함하고, 광모뎀으로부터 수신되는 제 1광신호와 상기 직렬 데이터 광변환모듈에 의해 변환된 제 2광신호를 다중화하는 WDM 모듈를 포함할 수 있다.The present invention relates to a high-speed data transmission unit, comprising a serial data optical conversion module for converting a protective cooperative signal received in the form of a serial signal into an optical signal, the first optical signal and the serial data optical conversion module received from an optical modem It may include a WDM module for multiplexing the second optical signal converted by the.

본 발명에서 상기 직렬 데이터 광변환모듈은 두 개의 독립된 직렬 데이터 광 전변환모듈을 하나로 통합 구성하여 상기 직렬 데이터 광전변환모듈을 기준으로 양측에 존재하는 각각의 FRTU로 보호협조 신호정보를 전송할 수 있다.In the present invention, the serial data photoelectric conversion module may integrate two independent serial data photoelectric conversion modules into one and transmit protection coordination signal information to each FRTU existing on both sides of the serial data photoelectric conversion module.

또한, 본 발명은 클로즈 루프 방식의 배전보호협조 정보전송을 위한 배전자동화 시스템에 있어서, 제어신호 및 시스템의 보호협조 신호정보를 수신하여 RS-232 형태로 변환하고, 보호협조 알고리즘을 동작하는 FRTU를 포함하고, 상기 제어신호를 수신하여 제 1광신호로 변환하는 광모뎀을 포함하며, 상기 보호협조 신호 정보를 수신하여 제 2광신호로 변환하고, 상기 제 1광신호와 제 2광신호를 다중화하여 하나의 광케이블을 통해 상위 서버로 전송하는 고속 데이터 전송 유니트를 포함할 수 있다.In addition, the present invention, in the distribution automation system for transmission of the transmission protection coordination information of the closed loop method, receiving the control signal and the protection coordination signal information of the system to convert to RS-232 form, FRTU operating the protection coordination algorithm And an optical modem for receiving the control signal and converting the control signal into a first optical signal, receiving the protection coordination signal information, converting the signal into a second optical signal, and multiplexing the first optical signal and the second optical signal. It may include a high-speed data transmission unit for transmitting to a higher server through one optical cable.

본 발명에서 상기 FRTU는 상기 FRTU의 양측에 존재하는 FRTU와 통신하는 2개의 RS-232통신 포트를 더 포함할 수 있다.In the present invention, the FRTU may further include two RS-232 communication ports for communicating with the FRTU existing on both sides of the FRTU.

본 발명에서 상기 제 1광신호와 제 2광신호의 파장은 서로 상이하게 형성할 수 있다.In the present invention, the wavelengths of the first optical signal and the second optical signal may be different from each other.

본 발명에서 상기 제 1광신호의 파장은 1310nm이며, 제 2광신호의 파장은 1550nm으로 구성할 수 있다.In the present invention, the wavelength of the first optical signal is 1310nm, the wavelength of the second optical signal may be configured to 1550nm.

본발명은 배전보호협조 신호 전송을 위한 부가적인 통신망을 신설하지 않고, 기설된 통신망을 논리적으로 활용하여 배전자동화 시스템에 배전보호협조 네트워크를 구축하기 때문에 경제적인 효과가 있다.The present invention is economical because it does not establish an additional communication network for transmission protection coordination signal transmission, but establishes a distribution protection coordination network in the distribution automation system by using an existing communication network logically.

또한, 본 발명은 보호협조 신호 정보를 직렬데이터 광전변환장치에 의해 보호협조 동작 알고리즘이 요구하는 1사이클(16.7ms) 이내에 배전보호 협조 동작에 관계되는 원격지 노드와의 정보 교환을 신속하게 처리함으로 패킷변환(통신)에 따른 시간 지연을 억제하는 효과가 있다.In addition, the present invention provides a packet by quickly processing information exchange with the remote node involved in the distribution protection coordination operation within one cycle (16.7 ms) required by the protection coordination operation algorithm by the serial data photoelectric conversion device. There is an effect of suppressing time delay due to conversion (communication).

그리고, 본 발명은 시간 지연 없이 정전정보 및 사고정보를 단말장치(FRTU) 간 1:1 통신에 의해 교환함에 따라 전력공급 도중 사고에 의한 정전과 기타 장애시 건전구간에 대한 정전파급을 신속하게 차장하여 무정전 전력 공급 방식을 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention quickly exchanges the blackout information for the power failure section during power supply and other failures by exchanging the blackout information and the accident information by 1: 1 communication between the terminal equipment (FRTU) without time delay. Therefore, there is an effect that can use an uninterruptible power supply.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지중용 클로즈 루프 방식의 전력 차단 알고리즘을 나타낸 도면으로, 지중용 클로즈 루프 방식의 전력 차단 알고리즘은 회로별 Agent 1:1 통신 알고리즘에 의한 무정전 보호협조를 이루며, 상위 마스터(Master) 통신포트와 로컬(Local) 1:1 통신포트를 별도로 구비하여 통신시간 단 축으로 보호협조의 신뢰도를 확보할 수 있다.1 is a view showing a power cut algorithm of the underground closed loop method according to an embodiment of the present invention, the power cut algorithm of the underground closed loop method achieves uninterrupted protection cooperation by the agent 1: 1 communication algorithm for each circuit In addition, the upper master communication port and the local 1: 1 communication port are separately provided to secure reliability of protection cooperation by reducing communication time.

도 1을 참조하면, 상기 정방향(F) 검출시 연계 고속 데이터 전송 유니트에 트립(Trip)신호를 전송하게 되고, 연계 고속 데이터 전송 유니트로부터 트립신호를 수신시 연계회로가 역방향(R)이면 블로킹(Blocking), 정방향(F)이면 트립 신호를 전송한다.Referring to FIG. 1, when the forward direction F is detected, a trip signal is transmitted to the associated high speed data transmission unit, and when the trip circuit receives the trip signal from the associated high speed data transmission unit, if the associated circuit is the reverse direction R, blocking ( Blocking), if forward (F), the trip signal is transmitted.

그리고, 고장 발생 시 고장점 양단의 RMU의 연계회로의 고장전류는 부하전류가 제외된 순수한 고장전류를 고장유형(1선지락, 선간단락, 및 3상단락 등)과 관계없이 임피던스 분압을 이용하여 고장위치를 표시할 수 있다. In case of a fault, the fault current of the RMU's interconnection circuit at both ends of the fault point is obtained by using the impedance divider to use the pure fault current without the load current regardless of the fault type (1 line ground, line short, and 3 phase short). The fault location can be displayed.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 WDM 기반의 배전자동화 시스템을 나타낸 도면으로, 도 2a은 배전보호협조 정보전송을 위한 고속 데이터 전송 유니트를 포함하는 WDM 기반의 배전자동화 시스템을 나타낸 도면이며, 도 2b는 도 2a의 다수개의 배전자동화 시스템을 연결하여 클로즈 루프 방식의 시스템 구현을 나타낸 도면이다.2A and 2B illustrate a WDM-based distribution automation system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2A illustrates a WDM-based distribution automation system including a high-speed data transmission unit for transmission protection coordination information transmission. FIG. 2B is a diagram illustrating a closed loop system implementation by connecting a plurality of distribution automation systems of FIG. 2A.

기존의 광모뎀 통신망은 FRTU 간의 1:1 통신기능이 없으며, 1 cycle(167ms) 이내의 통신처리를 위한 독립적인 통신망을 필요로 했기 했으며 이를 극복하기 위해 본 발명에서는 독립적인 통신망을 신설하는 대신 기존의 배전망에도 이식하여 사용할 수 있는 WDM 기반의 고속의 보호협조 정보전송이 가능한 고속 데이터 전송 유니트를 연결하여 배전자동화 시스템을 구현하였다. Existing optical modem communication network does not have 1: 1 communication function between FRTUs and needed an independent communication network for communication processing within 1 cycle (167ms). A distribution automation system was implemented by connecting a high-speed data transmission unit capable of transmitting high-speed protection coordination information based on WDM, which can be used in a distribution network of a network.

도 2a를 참조하면, 배전자동화 시스템(200)은 고속 데이터 전송 유니 트(210), FRTU(220), 및 광모뎀(230)을 포함한다.Referring to FIG. 2A, the distribution automation system 200 includes a high speed data transmission unit 210, a FRTU 220, and an optical modem 230.

고속 데이터 전송 유니트(210)는 2개의 시리얼 컨버터를 하드웨어적으로 통합하여 배전자동화 시스템에 탈부착 가능하게 구성하며, 수신된 시리얼 신호를 광신호로 변환시키는 직렬 데이터 광변환모듈(212)와 서로 상이한 광신호를 다중화하는 WDM 모듈(214)를 포함한다. The high speed data transmission unit 210 is configured to be detachably attached to the distribution automation system by integrating two serial converters in hardware, and different from the serial data optical conversion module 212 that converts the received serial signal into an optical signal. WDM module 214 for multiplexing the signal.

직렬 데이터 광변환모듈(212)는 연계된 FRTU(220)를 기준으로 정방향과 역방향의 FRTU와 보호협조 신호를 송수신하기 때문에 즉, 두개의 RS-232 포트에 의해 수신되는 보호협조 데이터인 시리얼 데이터(직렬데이터)를 수신해야 하기 때문에 두개의 시리얼 컨버터가 필요하지만, 본 발명에서는 두개의 시리얼 컨버터를 하드웨어적으로 통합하여 하나의 인쇄회로기판(PCB)에 제작하여 직렬 데이터 광변환모듈을 형성한다.Since the serial data optical conversion module 212 transmits and receives a protection coordination signal with forward and reverse FRTUs based on the associated FRTU 220, that is, serial data, which is protection coordination data received by two RS-232 ports, Since two serial converters are required because they need to receive serial data), in the present invention, two serial converters are integrated in hardware to be manufactured on one printed circuit board (PCB) to form a serial data optical conversion module.

그리고 직렬 데이터 광변환모듈(212)은 FRTU(220)로부터 수신된 보호협조 신호를 광신호로 변환하여 WDM 모듈(214)으로 전송한다. The serial data optical conversion module 212 converts the protection coordination signal received from the FRTU 220 into an optical signal and transmits the optical signal to the WDM module 214.

WDM 모듈(214)은 복수의 파장을 단일 광광코어에 전송하기 위해 파장을 결합하는 소자로서 좀더 자세하게, 광모뎀(230)이 상위 서버와 통신하기 위해 존재하는 기존의 광케이블에 전파되는 제 1광신호와 직렬 데이터 광변환모듈(212)이 정방향과 역방향에 존재하는 FRTU의 보호협조 신호를 전송하기 위하여 제 2광신호를 결합하여 새로운 파장으로 전송한다. The WDM module 214 is a device that combines wavelengths to transmit a plurality of wavelengths to a single optical core, and more specifically, a first optical signal propagated over an existing optical cable in which the optical modem 230 exists to communicate with an upper server. And the serial data optical conversion module 212 combines the second optical signal to transmit a new wavelength in order to transmit the protection coordination signal of the FRTU in the forward and reverse directions.

이때, 제 1광신호와 제 2광신호는 서로 상이한 파장을 나타내며, 본 발명에 한정되는 것은 아니나, 제 1광신호는 1310nm의 파장을 나타내며 제 2광신호는 1550nm의 파장을 나타낸다. In this case, the first optical signal and the second optical signal have different wavelengths, but are not limited to the present invention, but the first optical signal has a wavelength of 1310 nm and the second optical signal has a wavelength of 1550 nm.

그리고, WDM모듈(214)에서는 제 1광신호와 제 2광신호가 결합되어 생성된 새로운 파장인 '1310nm+1550nm'의 광파장 신호가 기존에 설치되어 있는 광케이블을 통해 전송된다.The WDM module 214 transmits an optical wavelength signal of '1310 nm + 1550 nm', which is a new wavelength generated by combining the first optical signal and the second optical signal, through an existing optical cable.

FRTU(220)은 배전자동화 시스템의 현장에서 전력공급을 위해 배전주에 설치된 개폐기, 변압기 등의 상태 정보 데이터를 RS-232의 형태(시리얼 데이터)로 상위 서버로 전송하거나, 상위 서버로부터 발생하는 제어 신호를 수신하여 수행한다. The FRTU 220 transmits state information data such as switchgear and transformer installed on the distribution line to the upper server in the form of RS-232 (serial data) for power supply at the site of the distribution automation system, or occurs from the upper server. Receive and perform a signal.

그리고, 보호협조 동작을 위해 자기 기준의 정방향과 역방향의 FRTU와 전력공급에 관한 상태정보 즉, 보호협조 신호를 항상 주고 받으며, 이를 위해 광모뎀을 매개로 상위 서버와 연결되는 통신 포트(RS-232) 외에 두 개의 통신 포트(RS-232)를 더 포함할 수 있다.In addition, for protection coordination operation, the communication information port (RS-232) connected to the host server through the optical modem is always transmitted and received. In addition to the two) may further include two communication ports (RS-232).

두 개의 통신포트는 정방향과 역방향의 FRTU로부터 보호협조 신호를 수신하여 직렬 데이터 광변환모듈로 전송하며, 이에 따라 WDM모듈(214)에서 파장 결합되어 별도의 통신망을 구축하지 않고 기설되어 있는 하나의 광케이블을 논리적으로 활용하여 배전 보호협조 정보를 고속으로 전송하기 때문에 경제적인 클로즈 루프 방식의 배전자동화 시스템의 구축이 가능하다.The two communication ports receive the protection coordination signal from the FRTU in the forward and reverse directions and transmit the protection coordination signal to the serial data optical conversion module. Accordingly, the WDM module 214 is wavelength-coupled with one optical cable existing without establishing a separate communication network. It is possible to construct an economical close loop type distribution automation system because it transmits distribution protection coordination information at high speed by using logically.

광모뎀(230)은 기존의 설치된 광케이블로 이루어진 광네트워크와 연결되며, RS-232 방식으로 FRTU(220)와 연결되어 제어 신호와 계측 데이터를 상위 서버(주장치)로 전송하고, 상위 서버에서 수신된 제어 신호를 FRTU(220)로 전송한다. 좀더 자세하게, 광모뎀(230)는 RFTU로부터 RS-232 형태의 제어신호를 제 1광신호로 변환 하여 WDM모듈(214)로 전송한다.The optical modem 230 is connected to an optical network consisting of an existing optical cable, and is connected to the FRTU 220 in an RS-232 manner to transmit control signals and measurement data to an upper server (main unit), and received from an upper server. The control signal is transmitted to the FRTU 220. In more detail, the optical modem 230 converts a control signal of the RS-232 type from the RFTU into a first optical signal and transmits the first optical signal to the WDM module 214.

본 발명에 의하면, 광모뎀을 통해 전송되는 제어신호와 FRTU의 정방향 및 역방향 보호협조 신호를 다중화하여 하나의 광케이블을 통해 출력함으로써 신속한 보호협조를 위한 별도의 케이블을 설치 않아도 되며 이에 따라 경제적인 클로즈 루프 방식의 배전자동화 시스템을 구축할 수 있다.According to the present invention, since the control signal transmitted through the optical modem and the forward and reverse protection coordination signals of the FRTU are multiplexed and output through one optical cable, a separate cable for fast protection coordination is not required and thus an economical closed loop The distribution automation system of the method can be constructed.

도 2b를 참조하면, 도 2a의 배전자동화 시스템을 연결한 것으로 하나의 기판내에 연계된 각각의 신호를 관리하는 각각의 직렬데이터 광전변환모듈을 하드웨어적으로 통합하고, WDM 모듈을 통해 신호를 다중화 및 역 다중화하여 다수의 고속 데이터 전송 유니트를 하나의 광케이블을 통해 모두 연결할 수 있다. Referring to FIG. 2B, the power distribution automation system of FIG. 2A is connected to hardware-integrate each serial data photoelectric conversion module that manages each signal linked in one board, and multiplexes signals through a WDM module. By demultiplexing, multiple high speed data transfer units can all be connected via a single fiber cable.

또한, 광케이블 내에 배전 보호협조 신호를 함께 전송함으로써 통신망의 최소 동작시간인 16.7ms를 충분히 만족한 2ms 이내의 데이터 전송시간이 가능하게 된다. 자세한 데모 결과는 하기의 도 4a 내지 도 4b를 참조할 수 있다.In addition, by transmitting the distribution protection coordination signal in the optical cable, the data transmission time within 2ms that satisfies the minimum operating time of 16.7ms of the communication network is possible. Detailed demo results may refer to FIGS. 4A to 4B below.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고속 데이터 전송 유니트를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram illustrating a high speed data transmission unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, WDM East TX, WDM West TX, WDM East RX, 및 WDM West RX는 광파장(제 1광파장+제 2광파장)을 송수신하며, 각각의 장치에서는 수신된 파장을 제 1광파장과 제 2광파장으로 나누어 광케이블로 전송한다.Referring to FIG. 3, WDM East TX, WDM West TX, WDM East RX, and WDM West RX transmit and receive optical wavelengths (first wavelength + second wavelength), and each device receives the first wavelength and the first wavelength. It is divided into 2 optical wavelengths and transmitted by optical cable.

도 2b에서 설명한 것과 동일하며, 각각에 연결된 1550nm 파장의 광신호는 본 발명에서 제 2광신호인 보호협조 정보신호를 의미하고, 1310nm파장의 광신호는 제 1광신호인 제어신호를 의미한다. 이때, 제 1,2광신호는 한정된 것이 아니라 서로 상이한 파장의 광신호를 모두 포함한다.As described in FIG. 2B, an optical signal having a wavelength of 1550 nm connected to each other means a protection coordination information signal which is a second optical signal in the present invention, and an optical signal having a 1310 nm wavelength means a control signal which is a first optical signal. In this case, the first and second optical signals are not limited and include all optical signals having different wavelengths.

그리고, 제 1광파장의 신호는 광케이블(OPTIC)을 통해 직렬 데이터 광변환장치(CPU)를 통해 시리얼 데이터로 변환되어 UART포트(시리얼 포트)를 통해 단말장치(FRTU, 미도시)로 송수신된다. The signal of the first optical wavelength is converted into serial data through a serial data optical conversion device (CPU) through an optical cable (OPTIC) and transmitted and received through a UART port (serial port) to a terminal device (FRTU, not shown).

또한, 제 1광파장에 실어진 데이터는 광케이블에 연결된 메모리(Memory)에 저장되어 추후 상위서버로의 요청이 있을 경우 재전송할 수 있다.In addition, the data carried on the first optical wavelength is stored in a memory connected to the optical cable can be retransmitted when there is a request to the higher server.

도 4a 및 도 4b 본 발명의 일 실시 예에 따른 고속 데이터 전송 유니트를 포함한 배전자동화 시스템의 데모결과를 나타낸 도면으로, 도 4a는 도 2a의 배전자동화 시스템을 클로즈 루프 방식으로 연결한 모식도이고, 도 4b는 도 4a에서 구축된 클로즈 루프 회로에 고장전력을 흐르게 하여 고장 발생시점까지 FRTU 릴레이가 동작하는 시점까지의 데모 결과를 나타낸 그래프이다.4A and 4B are diagrams showing demo results of a distribution automation system including a high speed data transmission unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a schematic diagram of connecting the distribution automation system of FIG. 2A in a closed loop manner. 4B is a graph showing a demonstration result up to the time when the FRTU relay is operated until a fault occurs by flowing fault power through the closed loop circuit constructed in FIG. 4A.

도 4a를 참조하면, 전류전압 발생기로부터 생성된 전력이 단말장치(FRTU)를 통해 흐르며, 광모뎀 및 고속 데이터 전송 유닛(WSCU)을 통해, 단말장치(FRTU)의 제어신호와 단말장치(FRTU)로부터 형성된 배전보호 협조신호가 통합된 광신호가 흐르게 된다. Referring to FIG. 4A, the power generated from the current voltage generator flows through the terminal unit FRTU, and the control signal of the terminal unit FRTU and the terminal unit FRTU through the optical modem and the high speed data transmission unit WSCU. The optical signal incorporating the distribution protection coordination signal formed therefrom flows.

그리고, 단말장치(FRTU)에서 고장전력을 감지하면, 좌우측의 단말장치들과의 통신을 통해 고장전력이 흐르는 부분의 전력을 감지하고, 차단기를 사용하여 차단시킴으로써, 고장전력이 건전구간까지 파급되는 현상을 방지한다.When the terminal apparatus (FRTU) detects the fault power, the fault power is sensed through the communication with the left and right terminal devices, and is cut off using a breaker, so that the fault power is spread to the health section. Prevent the phenomenon.

도 4b를 참조하면, 도 4a에서 구축된 클로즈 루프 방식의 배전자동화 시스템에 고장전력을 형성하여 흐르게 함으로써 고장 발생 시점부터 고장구간을 판단하여 차단시키는 시점까지의 소요시간을 나타낸 것으로, 본 발명에 의하면 총 30ms가 소요된다. 30ms의 소요시간은 이에 한정되는 것은 아니며 ±5ms 의 오차를 포함한다.Referring to FIG. 4B, a fault power is formed and flowed through the close loop type distribution automation system constructed in FIG. 4A to show the time required from the time of occurrence of a failure to the time of judging the failure section and according to the present invention. It takes a total of 30ms. The time required for 30ms is not limited to this and includes an error of ± 5ms.

배전자동화 시스템에 고장전력이 흐르게 되면 즉, 고장이 발생하는 순간(fault 발생)을 0ms로 측정하면, DSP 고장판단까지 총 20ms가 소요되며, DSP 고장판단에서 CPU 송신까지 3ms가 소요된다. When fault power flows to the distribution automation system, that is, when the fault occurs (fault occurrence) is measured as 0ms, it takes 20ms to determine the DSP fault and 3ms from DSP fault determination to CPU transmission.

DSP 고장판단은 단말장치(FRTU) 내부의 고장을 판단하는 DSP에서 현재 입력되는 신호가 기준 신호에 비하여 높은 전압인지를 판단한다. CPU 송신은 DSP에 의해 높은 전압으로 판단되면, 계측되는 정보를 수신한다. 즉, DSP 고장판단 및 CPU 송신은 단말장치(FRTU) 내의 기계장치에 의한 연산처리로서 소요되는 시간을 절감하기는 쉽지 않다.The DSP fault determination determines whether the signal currently input from the DSP for determining a fault inside the terminal equipment FRTU is higher than the reference signal. If the CPU transmission determines that the DSP is at a high voltage, it receives the measured information. That is, it is not easy to reduce the time required for DSP fault determination and CPU transmission as arithmetic processing by a mechanical device in the terminal unit FRTU.

CPU에서 정보를 계측하면, 계측된 정보를 고속 데이터 전송 유니트(WSCU)로 송신하고, 고속 데이터 전송 유니트에서 수신되는 신호를 통합하여 다시 CPU로 전송한다. 그리고, CPU에서는 어느 구간이 고장구간인지 판단하여 트립명령(전기를 끊는 신호)를 전송하면, 트립명령을 전송받은 FRTU의 릴레이(차단기)가 동작한다. When the information is measured by the CPU, the measured information is transmitted to the high speed data transfer unit (WSCU), and the signals received by the high speed data transfer unit are combined and transferred back to the CPU. When the CPU determines which section is a failure section and transmits a trip command (a signal for turning off electricity), the relay (breaker) of the FRTU that received the trip command operates.

즉, CPU 송신부터 CPU 수신후 트립명령까지는 기계적인 연산처리가 아닌 통신에 의한 것으로, 본 발명에서는 고속 데이터 전송 유니트를 사용함에 따라 소요 시간을 2ms로 절감하였다.That is, the CPU transmission to the trip command after the CPU reception is not a mechanical operation but a communication. In the present invention, the time required for the high speed data transfer unit is reduced to 2 ms.

참고적으로, 기존의 보호협조 정보전송을 하는 배전자동화 시스템은 CPU 송 신부터 CPU 수신후 트립명령까지의 통신처리 구간에 사용되는 시간이 시리얼 기반으로 22ms가 소요된다. 왜냐하면, 기존의 배전자동화 시스템의 경우에는 이더넷 신호를 이용하기 때문에 시리얼 신호로 수신되는 직렬데이터를 TCP/IP신호인 UDP로 변환하고, 변환된 UDP 신호를 광신호로 변환하는 과정을 거치기 때문이다. 하지만, 본발명에서는 고속 데이터 전송 유니트를 사용하여 시리얼 신호를 광신호로 곧바로 변환하기 때문에 소요되는 시간을 큰 폭으로 절감할 수 있다.For reference, in the existing distribution automation system that transmits protection coordination information, the time required for communication processing interval from CPU transmission to trip command after CPU reception is 22ms based on the serial. This is because the existing distribution automation system uses an Ethernet signal and converts serial data received as a serial signal into UDP, which is a TCP / IP signal, and converts the converted UDP signal into an optical signal. However, in the present invention, since the serial signal is directly converted into an optical signal using a high speed data transmission unit, the time required can be greatly reduced.

따라서, 본원발명의 배전자동화 시스템은 고속 데이터 전송 유닛을 사용함에 따라 별도의 광케이블을 구현하지 않고 배전보호협조 신호를 송수신할 수 있으며, 배전보호협조 신호 전송에 있어서도 전송속도가 매우 단축되어 고장발생시 고장구간을 판단하여 차단하정하는데 걸리는 총 시간에 단축하며, 이에 따라 건전구간으로 고장이 파급되는 현상을 방지할 수 있다.Therefore, the distribution automation system of the present invention can transmit and receive a distribution protection coordination signal without implementing a separate optical cable by using a high-speed data transmission unit. It is possible to shorten the total time taken to determine and block the section, thereby preventing the occurrence of a fault in the health section.

당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 범위에 속한다. 또한, 본 명세서에서 설명한 각 구성요소의 물질은 당업자가 공지된 다양한 물질로부터 용이하게 선택하여 대처할 수 있다. 또한, 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and such changes or modifications are within the scope of the present invention. In addition, the materials of each component described herein can be readily selected and coped by a variety of materials known to those skilled in the art. In addition, those skilled in the art may omit some of the components described herein without adding to the performance or add the components to improve performance. In addition, those skilled in the art may change the order of the method steps described herein depending on the process environment or equipment. Therefore, the scope of the present invention should be determined by the appended claims and equivalents thereof, not by the embodiments described.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지중용 클로즈 루프 방식의 전력 차단 알고리즘을 나타낸 도면.1 is a view showing a power cut algorithm of the underground closed loop method according to an embodiment of the present invention.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 WDM 기반의 배전자동화 시스템을 나타낸 도면.2A and 2B illustrate a WDM-based power distribution automation system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 고속 데이터 전송 유니트를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a high speed data transfer unit according to one embodiment of the present invention;

도 4a 및 도 4b 본 발명의 일 실시 예에 따른 고속 데이터 전송 유니트를 포함한 배전자동화 시스템의 데모결과를 나타낸 도면.4A and 4B illustrate demo results of a distribution automation system including a high speed data transfer unit according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>                <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

200 : 배전자동화 시스템 210 : 고속 데이터 전송 유니트200: distribution automation system 210: high speed data transmission unit

212 : 직렬 데이터 광변환모듈 214 : WDM 모듈212: serial data optical conversion module 214: WDM module

220 : 단말장치(FRTU) 230 : 광모뎀220: terminal equipment (FRTU) 230: optical modem

Claims (6)

시리얼 신호 형태로 수신되는 보호협조 신호를 광신호로 변환하는 직렬 데이터 광변환모듈; 및A serial data optical conversion module for converting a protection coordination signal received in a serial signal form into an optical signal; And 광모뎀으로부터 수신되는 제 1광신호와 상기 직렬 데이터 광변환모듈에 의해 변환된 제 2광신호를 다중화하는 WDM 모듈;A WDM module for multiplexing a first optical signal received from an optical modem and a second optical signal converted by the serial data optical conversion module; 을 포함하는 고속 데이터 전송 유니트.High speed data transfer unit comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 직렬 데이터 광변환모듈은,The method of claim 1, wherein the serial data optical conversion module, 두 개의 독립된 직렬 데이터 광변환모듈를 하나로 통합 구성하여 상기 직렬 데이터 광변환모듈를 기준으로 양측에 존재하는 각각의 FRTU로 보호협조 신호정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 고속 데이터 전송 유니트.A high-speed data transmission unit, comprising two independent serial data optical conversion module integrated into one to transmit protection coordination signal information to each FRTU existing on both sides of the serial data optical conversion module. 클로즈 루프 방식의 배전보호협조 정보전송을 위한 배전자동화 시스템에 있어서, In the distribution automation system for transmission control cooperation information transmission of the closed loop method, 제어신호 및 보호협조 신호정보를 수신하여 RS-232 형태로 변환하고, 보호협조 알고리즘을 동작하는 FRTU;A FRTU for receiving control signals and protection coordination signal information, converting them into RS-232 form, and operating a protection coordination algorithm; 상기 제어신호를 수신하여 제 1광신호로 변환하는 광모뎀; 및An optical modem for receiving the control signal and converting the control signal into a first optical signal; And 상기 보호협조 신호 정보를 수신하여 제 2광신호로 변환하고, 상기 제 1광신호와 제 2광신호를 다중화하여 하나의 광케이블을 통해 상위 서버로 전송하는 제 1항의 고속 데이터 전송 유니트;The high speed data transmission unit of claim 1, receiving the protection coordination signal information, converting the signal into a second optical signal, multiplexing the first optical signal and the second optical signal, and transmitting the multiplexed optical signals to a higher server through a single optical cable; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전보호협조 정보전송을 위한 WDM 기반의 배전자동화 시스템.WDM-based distribution automation system for transmission protection cooperation information transmission comprising a. 제 3항에 있어서, 상기 FRTU는 The method of claim 3, wherein the FRTU is 상기 FRTU의 양측에 존재하는 FRTU와 통신하는 2개의 RS-232통신 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 WDM 기반의 배전자동화 시스템.WDM-based distribution automation system further comprises two RS-232 communication ports for communicating with the FRTU existing on both sides of the FRTU. 제 3항에 있어서, 상기 제 1광신호와 제 2광신호의 파장은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 배전보호협조 정보전송을 위한 WDM 기반의 배전자동화 시스템.The system of claim 3, wherein the wavelengths of the first optical signal and the second optical signal are different from each other. 제 5항에 있어서, 상기 제 1광신호의 파장은 1310nm이며, 제 2광신호의 파장은 1550nm인 것을 특징으로 하는 배전보호협조 정보전송을 위한 WDM 기반의 배전자동화 시스템.The system of claim 5, wherein the wavelength of the first optical signal is 1310 nm and the wavelength of the second optical signal is 1550 nm.
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