KR20110015539A

KR20110015539A - 전기 유틸리티 그리드의 지능적 모니터링

Info

Publication number: KR20110015539A
Application number: KR1020107024970A
Authority: KR
Inventors: 제프리 데이비드 테프트; 얀 쥬
Original assignee: 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2009-05-08
Publication date: 2011-02-16
Also published as: EP2238410A2; JP2011525787A; CA2713171C; JP2016036250A; KR101709795B1; US20090281679A1; EP2238410B1; US8121741B2; BRPI0908698B1; CN102016511A; WO2009135940A2; BRPI0908698A2; WO2009135940A3; CA2713171A1; CN102016511B

Abstract

전기 유틸리티 그리드(electric utility grid)를 관리하기 위한 방법은 전력 그리드(power grid) 상에 정밀 센서 세트를 생성하기 위해 고객 전기 사용량 계측기 세트를 지리적으로 그룹화하는 단계를 포함한다. 그룹화된 세트 내의 각각의 사용량 계측기는 원격으로 모니터링가능하며, 각각의 사용량 계측기는 전력선을 따라 상이한 위치에 있다. 만일 계측기 서브세트에서 전력 이상상황(anomaly)이 검출되면, 그 이상상황을 교정하기 위해 전기 유틸리티 그리드로의 전력이 조절된다.

Description

전기 유틸리티 그리드의 지능적 모니터링{INTELLIGENT MONITORING OF AN ELECTRICAL UTILITY GRID}

본 발명은 전기 유틸리티 그리드(electrical utility grid) 분야에 관한 것으로, 특히, 전기 유틸리티 그리드의 관리에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 전기 유틸리티 그리드를 관리하기 위해 진보된 계측기 인프라구조(AMI; Advanced Meter Infrastructure)에서 지능형 전기 사용량 계측기를 이용하는 것에 관한 것이다.

전기 유틸리티 그리드는 (수력, 원자력, 화력 등) 발전기로부터의 전력을 최종 고객 위치에까지 수송한다. 전기 유틸리티 그리드의 건강과 동작의 모니터링은 주 배전 트렁크(main distribution trunk) 상의 전압 레벨을 검출하는 중앙 센서들에 의해 수행된다.

그러나, 이와 같은 센서들은 고객 위치 레벨에서의 전기 유틸리티 그리드의 동작을 이해하고 및/또는 제어하는데 필요한 정밀도(granularity)를 제공하지 않는다.

전기 유틸리티 그리드의 관리 방법은, 전력 그리드 상에 정밀 센서 웹을 생성하기 위해 전력 공급기 라인을 따라 배치된 고객 지능형 전기 사용량 계측기 세트를 지리적으로 그룹화하는 것을 포함한다. 사용량 계측기의 그룹화된 세트 내의 각각의 지능형 전기 사용량 계측기는 전력 품질에 대해 원격으로 모니터링된다. 전압 프로파일링을 위해 선택된 공급기를 따라 배치된 계측기 서브셋으로부터의 전압 판독값에 따라 보상되지 않은 공급기 전압 프로파일이 생성된다. 만일 계측기 서브셋에서 전력 이상상황이 검출되면, 그 이상상황을 교정하도록 전기 유틸리티 그리드로의 전력이 조절된다.

본 발명의 전술된 목적, 특징, 및 잇점 외에 추가적인 사항도 이하의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

제1 양태에서, 본 발명은 전기 유틸리티 그리드를 관리하는 방법을 제공한다. 이 방법은 지능형 전기 사용량 계측기 세트를 전력 그리드 상의 정밀 센서 세트로서 지리적으로 그룹화하는 단계로서, 상기 정밀 센서 세트 내의 각각의 지능형 전기 사용량 계측기는 원격 모니터링가능하고, 각각의 지능형 전기 사용량 계측기는 복수의 고객 설비로부터 선택된 상이한 고객 설비에 결합되는 것인, 상기 그룹화하는 단계와; 정밀 센서 세트로부터의 적어도 하나의 지능형 전기 사용량 계측기에 의해 판독되는 전력에 대한 이상상황을 원격으로 검출하는 단계와; 상기 이상상황의 원격 검출에 응답하여, 이상상황을 교정하기 위해 전기 유틸리티 그리드에 대한 전력을 조절하는 단계를 포함한다.

양호하게는, 본 발명은, 정밀 센서 세트 모두가 로컬 강압(step-down) 변압기를 이용하여 동일한 전력선에 결합되는 한 방법을 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 복수의 고객 설비중 제1 고객 설비에 대한 제1 전력 단전이고, 상기 제1 전력 단전은 제1 고객 설비 내에 인입하는 제로 입력 전압을 판독함으로써 검출되는 방법을 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 복수의 고객 설비 중 제2 고객 설비에 대한 제2 전력 단전을 더 포함하고, 상기 제1 전력 단전과 상기 제2 전력 단전이 동일한 로컬 강압 변압기에 대한 고장을 나타내는 것인, 한 방법을 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 제1 고객 설비에서의 회로 차단기 작동(trip)을 원격으로 검출하는 단계와; 복수의 고객 설비 중 제2 고객 설비로의 정상 전력 전달을 검출하는 단계와; 상기 제1 고객 설비에서의 제1 전력 단전은 단지 제1 고객 설비에서의 상기 회로 차단기 작동으로 인한 것이라고 결정하는 단계를 더 포함하는 방법을 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 전기 유틸리티 그리드 상의 전자기 간섭에 의해 유발된 전력 잡음인 것인, 한 방법을 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황의 디지털화된 전압 프로파일을 발생시키는 단계와; 상기 디지털화된 전압 프로파일을 분석 서버에 전송하는 단계를 더 포함하는 방법을 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 복수의 고객 설비들 중 제1 고객 설비와 제2 고객 설비 사이의 전력선 상의 전압 강하인 것인, 한 방법을 제공한다. 이 방법은, 전압 강하가 미리결정된 허용가능한 레벨을 초과하는지를 결정하는 단계와; 전압 강하가 미리결정된 허용가능한 레벨을 초과한다는 결정에 응답하여, 전압 강하를 교정하기 위한 작업 순서(work order)를 발생시키는 단계를 더 포함한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 미리결정된 기간 동안에 미리결정된 횟수보다 많이 발생했다고 결정하는 단계와; 상기 이상상황이 미리결정된 기간 동안에 미리결정된 횟수보다 많이 발생했다는 결정에 응답하여, 상기 이상상황과 정합하는 유사한 이상상황들에 대해 다른 사용량 계측기 세트를 모니터링하는 단계를 더 포함하는 방법을 제공한다.

양호하게는, 본 발명은 이상상황이 고객 설비에서 수신되고 있는 전력이 없는 경우의 방법을 제공한다. 이 방법은, 로컬 강압 변압기로부터 고객 설비의 전기 사용량 계측기 내의 질의 센서에 질의 신호를 전송하는 단계와; 전기 사용량 계측기에서 질의 신호의 부재를 검출하는 단계와; 고객 설비에서의 전기 사용량 계측기에서 전력의 부재와 질의 신호의 부재 양자 모두의 검출에 응답하여, 로컬 강압 변압기로부터 고객 설비로의 강압 라인이 절단되었다고 결론내리는 단계를 더 포함한다.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 전기 유틸리티 그리드를 제공한다. 이 전기 유틸리티 그리드는, 전력 그리드 상에 정밀 센서 웹을 생성하기 위해 전기 사용량 계측기 세트를 지리적으로 그룹화하기 위한 분석 서버로서, 상기 정밀 센서 웹 내의 각각의 전기 사용량 계측기는 원격 모니터링가능하고, 각각의 전기 사용량 계측기는 상이한 전력선 모니터링 지점에 결합되는 것인, 상기 분석 서버와; 상기 정밀 웹 서버로부터의 적어도 하나의 전기 사용량 계측기에 의해 판독되고 있는 전력에 대한 이상상황을 원격으로 검출하기 위한 데이터 수집 엔진 서버와; 이상상황의 원격 검출에 응답하여, 이상상황을 교정하기 위해 전기 유틸리티 그리드에 대한 전력을 조절하기 위한 그리드 조절 로직을 포함한다.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 컴퓨터 프로그램이 저장되는 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다. 이 컴퓨터 프로그램은, 전력 그리드 상에 정밀 센서 웹을 생성하기 위해 전기 사용량 계측기 세트를 지리적으로 그룹화 ―상기 그룹화된 정밀 전력 그리드 센서 세트 내의 각각의 전기 사용량 계측기는 원격 모니터링가능하고, 각각의 전기 사용량 계측기는 상이한 전력선 모니터링 지점에 결합됨― 하고; 상기 그룹화된 정밀 전력 그리드 센서 세트로부터의 적어도 하나의 전기 사용량 계측기에 의해 판독되고 있는 전력에 대한 이상상황을 원격으로 검출하며; 이상상황의 원격 검출에 응답하여, 이상상황을 교정하기 위해 전기 유틸리티 그리드에 대한 전력을 조절하도록 구성된 컴퓨터 실행가능한 명령어를 포함한다.

양호하게는, 본 발명은, 그룹화된 정밀 전력 그리드 센서 세트의 모두가 동일한 로컬 강압 변압기에 결합되는, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 복수의 고객 설비중 제1 고객 설비에 대한 제1 전력 단전이고, 상기 제1 전력 단전이 제1 고객 설비 내에 인입하는 제로 입력 전압을 판독함으로써 검출되는 것인, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 복수의 고객 설비 중 제2 고객 설비에 대한 제2 전력 단전을 더 포함하고, 상기 제1 전력 단전과 상기 제2 전력 단전이 동일한 로컬 강압 변압기에 대한 고장을 나타내는 것인, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 컴퓨터 실행가능한 명령어가, 제1 고객 설비에서의 회로 차단기 작동을 원격으로 검출하고; 복수의 고객 설비 중 제2 고객 설비로의 정상 전력 전달을 검출하며; 상기 제1 고객 설비에서의 제1 전력 단전은 단지 제1 고객 설비에서의 상기 회로 차단기 작동으로 인한 것이라고 결론내리도록 추가로 구성된, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 이상상황이 복수의 고객 설비들 중 제1 고객 설비와 제2 고객 설비간의 전력선 상의 전압 강하인 것인, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다. 여기서, 이 컴퓨터 실행가능한 명령은, 전압 강하가 미리결정된 허용가능한 레벨을 초과하는지를 결정하고; 전압 강하가 미리결정된 허용가능한 레벨을 초과한다는 결정에 응답하여, 전압 강하를 교정하기 위한 작업 순서를 발생시키도록 추가로 구성된, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

양호하게는, 본 발명은, 컴퓨터 실행가능한 명령이, 이상상황이 미리결정된 기간 동안에 미리결정된 횟수보다 많이 발생했다고 결정하고; 상기 이상상황이 미리결정된 기간 동안에 미리결정된 횟수보다 많이 발생했다는 결정에 응답하여, 이상상황에 정합하는 유사한 이상상황들에 대해 다른 사용량 계측기 세트를 모니터링하도록 추가로 구성된, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

양호하게는, 본 발명은 컴퓨터 판독가능한 매체는 원격 서버의 한 컴포넌트이고, 컴퓨터 실행가능한 명령어는 원격 서버로부터의 감독 컴퓨터에 배치가능한 것인, 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

양호하게는, 본 발명은 컴퓨터 실행가능한 명령이 서비스 제공자에 의해 온-디맨드에 기초하여 고객에게 제공될 수 있는 컴퓨터 판독가능한 매체를 제공한다.

또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 디지털 컴퓨터의 내부 메모리에 로드될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 이 제품은, 이 제품이 컴퓨터에서 실행될 때 전술된 본 발명의 모든 단계들을 실행하도록 수행될 수 있는 소프트웨어 코드부를 포함한다.

본 발명의 신규한 특징들은 첨부된 특허청구범위에 제시된다. 그러나, 그 양호한 사용 모드, 추가의 목적 및 잇점뿐만 아니라 본 발명 자체는, 첨부된 도면과 연계하여 판독될 때, 이하의 실시예의 상세한 설명을 참조함으로써 최상으로 이해될 것이다.

전기 유틸리티 그리드를 지능적으로 관리하기 위한 방법이 제공된다.

도 1a는 본 발명의 이용될 수 있는 예시적 컴퓨터를 도시한다.
도 1b는 피더-기반의(feeder-based) 센서 세트를 모니터링하기 위한 예시적인 SCADA 기반의 시스템을 도시한다.
도 2는 기능 모니터링 및 관리를 위해 기존의 고객 전기 사용량 계측기를 이용하는 배전 그리드를 도시한다.
도 3은 고객 설비에서 이용되는 예시적인 지능형 전기 사용량 계측기를 도시한다.
도 4는 배전 그리드를 관리하기 위해 지능형 전기 사용량 계측기를 이용하는 방법을 기술하는 고수준 플로차트이다.
도 5는 배전 그리드 상의 복수의 원격 터미널 유닛(RTU; Remotr Terminal Unit)에 의해 모니터링되고 있는 전기를 기술하는 복수의 실시간 파형을 디스플레이하기 위해 분석 서버에 디스플레이된 사용자 그래픽 인터페이스(GUI)를 도시한다.
도 6은 지능형 그리드 인프라구조의 대안적 표시를 도시한다.
도 7은 지능형 계측기의 위치를 도시하는 스냅샷 맵을 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 지능형 계측기의 예시적 전압 뷰어를 도시한다.
도 9a-b는 도 2-8에 도시된 단계들과 프로세스들을 실행할 수 있는 소프트웨어를 배치하기 위해 취해지는 단계들을 도시하는 플로차트이다.
도 10a-b는 온-디맨드 서비스 제공자를 이용하여 도 2-8에 도시된 단계들과 프로세스들을 실행하기 위해 취해지는 단계들을 도시하는 플로차트이다.

이제, 도 1a를 참조하면,본 발명이 이용될 수 있는 예시적 컴퓨터(102)의 블럭도가 도시되어 있다. 주목할 점은, 컴퓨터(102)에 대해 도시된 예시적 아키텍쳐의 일부 또는 모두는 분석 서버(150), (도 1b에 도시된) SCADA 서버(160a-n), (도 2에 도시된) 데이터 수집 엔진(DCE) 서버(202), (도 3에 도시된) 지능형 전기 사용량 계측기(302), 포털 서버(642), 포털 클라이언트(646) 및/또는 도 6에 도시된 서버들에 의해 이용될 수 있다.

컴퓨터(102)는 시스템 버스(106)에 결합된 프로세서 유닛(104)을 포함한다. 디스플레이(110)를 구동/지원하는 비디오 어댑터(108)도 역시 시스템 버스(106)에 결합되어 있다. 시스템 버스(106)는 버스 브리지(112)를 통해 입력/출력(I/O) 버스(114)에 결합된다. I/O 인터페이스(116)는 I/O 버스(114)에 결합된다. I/O 인터페이스(116)는 키보드(118), 마우스(120), CD-ROM 드라이브(122), 플로피 디스크 드라이브(124), 및 전송기(126)를 포함한 다양한 I/O 장치들과의 통신을 제공한다. 전송기(126)는 유선 또는 무선 신호(예를 들어, 라디오 파)를 통해 신호를 전송할 수 있는, 유선 기반 또는 무선 기반일 수 있다. I/O 인터페이스(116)에 접속된 포트들의 포멧은, USB 포트를 포함하지만 이것만으로 제한되지 않은, 컴퓨터 아키텍쳐 분야의 당업자에게 알려진 임의의 것일 수 있다.

컴퓨터(102)는, 시스템 버스(106)에 결합된 네트워크 인터페이스(130)를 이용하여 네트워크(128)를 통해 분석 서버(150)와 통신할 수 있다. 네트워크(128)는 인터넷과 같은 외부 네트워크이거나, 이더넷 또는 가상 사설 통신망(VPN; Virtual Private Network)과 같은 내부 네트워크일 수 있다.

하드 드라이브 인터페이스(132)는 또한 시스템 버스(106)에 결합된다. 하드 드라이브 인터페이스(132)는 하드 드라이브(134)와 인터페이싱한다. 양호한 실시예에서, 하드 드라이브(134)는 시스템 버스(106)에 결합된 시스템 메모리(136)를 채운다(populate). 시스템 메모리는 컴퓨터(102) 내의 휘발성 메모리의 최하위 레벨이다. 이 휘발성 메모리는, 캐쉬 메모리, 레지스터 및 버퍼를 포함하지만 이것으로 한정되지 않는 휘발성 메모리(미도시)의 추가적 상위 레벨을 포함한다. 시스템 메모리(136)를 채우는 데이터는 컴퓨터(106)의 운영 체제(OS)(138) 및 애플리케이션 프로그램(144)을 포함한다.

OS(138)는, 애플리케이션 프로그램(144)과 같은 자원으로의 투명한 사용자 액세스를 제공하기 위한 쉘(shell, 140)을 포함한다. 일반적으로, 쉘(140)은 사용자와 운영 체제 사이에서 인터프리터와 인터페이스를 제공하는 프로그램이다. 더 구체적으로는, 쉘(140)은 커맨드 라인 사용자 인터페이스에 입력된 명령 또는 파일로부터의 명령들을 실행한다. 따라서, (명령 프로세서라고도 불리는) 쉘(140)은 일반적으로 운영 체제 소프트웨어 계층의 최상위 레벨이며 명령 인터프리터로서 역할한다. 쉘은 시스템 프롬프트를 제공하고, 키보드, 마우스, 또는 기타의 사용자 입력 매체에 의해 입력된 명령을 해석하며, 해석된 명령(들)을 처리를 위해 운영 체제의 적절한 하위 레벨(예를 들어, 커널(142))에 전송한다. 주목할 점은, 쉘(140)이 텍스트-기반, 라인-지향형 사용자 인터페이스이지만, 본 발명은 그래픽, 음성, 제스쳐 등과 같은 다른 사용자 인터페이스 모드를 지원한다는 것이다.

도시된 바와 같이, OS(138)는 또한, 메모리 관리, 프로세스 및 작업 관리, 디스크 관리, 및 마우스 및 키보드 관리를 포함한 OS(138)의 다른 부분 및 애플리케이션 프로그램(144)에 의해 요구되는 필수 서비스를 제공하는 것을 포함한 OS(138)를 위한 기능의 하위 레벨들을 포함하는 커널(142)을 포함한다.

애플리케이션 프로그램(144)은 웹 포털(146)을 포함한다. 포털(146)은 월드 와이드 웹(WWW) 클라이언트(즉, 컴퓨터(102))가 하이퍼텍스트 트랜스퍼 프로토콜(HTTP) 메시징을 이용하여 네트워크 메시지를 인터넷에 송수신하는 것을 가능케함으로써, 전력 그리드 사용자에 대한 사용자 친화형 사용자 인터페이스를 제공한다.

(분석 서버(150)의 시스템 메모리의 소프트웨어 배치뿐만 아니라) 컴퓨터(102)의 시스템 메모리 내의 애플리케이션(144)은 또한, 그리드 관리 로직(Grid Management Logic; GML)(148)을 포함한다.

GML(148)은 도 2-10b에 기술된 프로세스들을 구현하기 위한 코드를 포함한다. 한 실시예에서, 컴퓨터(102)는 도 9a-10b에서 더 상세히 기술되는 바와 같이, "온 디맨드" 기반을 포함하여, 분석 서버(150)로부터 GML(148)을 다운로드할 수 있다. 주목할 점은, 분석 서버(150)는 본 발명과 연관된 기능들 모두를 수행함으로써, 컴퓨터(102)가 GML(148)을 실행하기 위해 그 자신의 내부 계산 자원을 사용할 필요가 없도록 해준다.

컴퓨터(102)에 도시된 하드웨어 요소들은, 철저히 다 나타낸 것은 아니며, 본 발명에 의해 요구되는 필수 요소들을 강조하도록 한 것이다. 예를 들어, 컴퓨터(102)는 자기 카세트, 디지털 범용 디스크(DVD), 베르누이 카트리지 등과 같은 대안적 메모리 스토리지 장치를 포함할 수 있다. 이들 및 다른 변형들은 본 발명의 사상과 범위 내에 있다.

이제 도 1b를 참조하면, 본 발명과 함께 사용할 예시적 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)이 제시되어 있다. SCADA 네트워크(158)는 복수의 SCADA 서버(160a-n)(n은 정수)을 포함할 수 있다. SCADA 서버(160a-n)는, 도시된 예시된 피더들(166 및 168)을 포함한, 상이한 피더들로부터의 정보를 모니터링하고 처리한다. 각각의 피더는 복수의 계측기(각각 162a-n 및 164a-n)를 포함하며, 이들은 고객 위치에서 유틸리티를 측정하는 계측기이다.

이제 도 2를 참조하면, 본 발명에 의해 기술된 신규한 특징을 갖는 예시적 전력 그리드(200)가 제시되어 있다. 전력은 처음에, 물(수력), 화석 연료(예를 들어, 화력), 원자력 물질(즉, 원자력 발전) 발전기(206)에 의해 발생된다. 그 다음, 전력은 (전형적으로 주 트렁크선이라 불리는 고전압선인) 송전선(208)을 따라 배전 서브스테이션(210)에 전송된다. 배전 서브스테이션(210)은 전력을 배전선(212)에 보내기 전에 전압을 강압시킨다. 배전선(212)은 배전 서브스테이션(210) 내의 부 트렁크선이거나, 및/또는 배전 서브스테이션(210)으로부터 나오는 부 트렁크선일 수 있다. 그 다음, 전력은 배전 변압기(214a-n)(n은 정수)로 전달되고, 이 변압기들은 고객에 의해 요구되는 수준으로 최종 전압을 강압한다. 각 고객은 전기 사용량 계측기(216a-n)를 가지며, 이것은 개개의 드랍-라인(피더)(218)로부터 오는 전력을 계측한다. 주목할 점은, 전력은 도시된 바와 같이, 상이한 배전 변압기(214a-n)를 통해 직렬로 전달되거나. 또는 배전선(212)로부터 배전 변압기(214a-n) 각각으로 직접 전달될 수 있다는 것이다.

다양한 지능형 전기 사용량 계측기(216a-n)로부터의 데이터를 모니터링하고 수집하는 데이터 수집 엔진(DEC) 서버(202)는, 분석 서버(204)의 제어하에 있다. 따라서, 분석 서버(204)는 양호하게는 지능형 전기 사용량 계측기들(216a-n)과 직접 접촉하지 않고, 오히려, 정보 요청을 지능형 전기 사용량 계측기들(216a-n)로부터 DCE 서버(202)로 전송한다. 주목할 점은, DCE 서버(202)는 그룹화된 계측기(216) 세트를 포함하는 피더(215a-n)에 결합되어 있다는 것이다. 분석 서버(204)는, DCE 서버(202)에 의해 공급된, 지능형 전기 사용량 계측기(216a-n)로부터의, 요청된 판독값에 따라 전력 그리드(200)를 모니터링하고 관리한다. 분석 서버(204)는 그리드(전력선/피더)를 따라 지능형 전기 사용량 계측기(216a-n) 각각을 기술하는 테이블(220)을 포함한다. 테이블(220)은 또한 전기 사용량 계측기(216a-n) 각각과 연관된 고객 성명 및 고객 설비, 전기 사용량 계측기(216a-n) 각각의 물리적 위치, 지능형 전기 사용량 계측기(216a-n) 각각에 의해 측정될 수 있는 전기 파라미터(예를 들어, 전압, 암페어수, 와트수, 파형, 파워 팩터, 전력 손실 등), 지능형 전기 사용량 계측기(216a-n) 각각에 의한 총 조화 왜곡(harmonic distortion) 측정치, 및/또는 배전 서브스테이션(210) 및/또는 하나 이상의 배전 변압기(214a-n)로부터 지능형 전기 사용량 계측기(216a-n) 각각까지의 거리를 포함한다.

분석 서버(204)는 또한, 이하에서 기술되는 이상상황의 분석에 응답하여, 릴레이, 원격 제어 스위치기어 등을 이용하여 전력 그리드(200)를 통해 분배되고 있는 전력을 조절할 수 있는 그리드 전력 로직(220)을 포함한다.

이제 도 3을 참조하면, 그 아키텍쳐가 전기 사용량 계측기(216a-n) 각각에 사용될 수 있는 예시적인 지능형 전기 사용량 계측기(302)(즉, 본 발명에 의해 이용되는 예시적인 원격 터미널 유닛(RTU)이 제시되어 있다. 지능형 전기 사용량 계측기(302)는, 고객 설비(318)로 가는 고객 서비스 라인(306)(예를 들어, 도 2에 도시된 드랍 라인(218))으로부터 판독된 전력의 암페어수, 전압, 전력 사용량, 위상 및/또는 기타의 특성을 모니터링하는 전력 센서(304)를 포함한다. 지능형 전력 사용량 계측기(302)는 신호 프로세서(308)를 병합하고 있다. 이 신호 프로세서(308)는, 이산 푸리에 변환, 짝수-홀수 추출, 전류 또는 전압의 RMS(Root Mean Square), 전압의 총 조화 왜곡(THD), RMS/THD 관계, 전압 크레스트 인자, 전류 k 인자, 전류의 트리플렌(triplens), 전력 인자, 내적을 통한 실제 전력, 아크 검출기, 디지털 필터, GPS 시간 등을 이용하여, 전압 및/또는 전류 및/또는 전력의 진보된 분석을 파악하기 위해 전력 센서(304)로부터 판독값을 취할 수 있다. 이와 같은 모든 계산은 분석 서버(예를 들어, 도 2에 도시된 분석 서버(204))에 의해 계산될 수 있다.

도 3을 참조하면, 일단 신호 프로세서(308)는 지능형 전기 사용량 계측기(302)와 연관된 하나 이상의 전력 센서(304)(전압 센서, 전류계 등)로부터의 센서 데이터를 처리한다. 처리된 데이터는 전송기(310)(예를 들어, 도 1에 도시된 전송기(126))에 전송되고, 이 전송기는 처리된 데이터를 전송 매체(312)(예를 들어, 전송선(208), 무선 신호 등)를 통해 DCE 서버(202)에 전송한다.

도 3을 계속 참조하면, 주목할 점은, 지능형 전기 사용량 계측기(302)는 클락(322)을 포함할 수 있다. 클락(322)은 전력 센서(304)에 의해 센서 데이터가 취해지는 정확한 시간을 기술한다. 마찬가지로, GPS 수신기(322)는 지능형 전기 사용량 계측기(302)의 물리적 위치를 정확히 찾아낼 수 있다. 기록된 시간과 GPS 위치파악이, 신호 프로세서(308) 및 전송기(310)에 의해 패킷화되어 DCE 서버(202) 및/또는 분석 서버(204)에 전송될 수 있다.

지능형 전기 사용량 미터(302)는 또한, 분석 서버(204)(또는 대안으로서, DCE 서버(202))로부터 질의 신호를 수신할 수 있는 질의 센서(316)를 포함한다. 이 질의 신호는 본질적으로 "너 그곳에 있어?" 신호이며, 고객 서비스 라인(306)을 따라 전송된다. 질의 센서(316)가 질의 신호를 수신할 때, 신호 프로세서는 DCE 서버(202) 및/또는 분석 서버(204)에 확인 신호를 되돌린다. (질의 신호 검출을 위한) 질의 센서(316) 및 (전력 검출을 위한) 전력 센서(304) 양자 모두를 갖는 것은, 분석 서버(204)로 하여금, 로컬 강압 변압기(314)(예를 들어, 도 2에 도시된 배전 변압기(214a-n) 중 하나)로의 고객 서비스 라인(306)이 절단되었는지의 여부를 결정할 수 있도록 허용한다. 표 1에 도시된 진리표를 더 고찰해 보자.

질의 센서	전력 센서	드랍 라인의 상태
질의 센서 수신	전압 검출되고 전력 사용량 측정됨	드랍 라인 그대로
질의 신호 수신	전압 검출되나 전력 사용량 미측정	드랍 라인 그대로; 고객 설비 내에 문제 존재
질의 신호 미수신	전압 검출됨	질의 센서 로직 고장
질의 신호 미수신	전압 미검출	드랍 라인 절단

표 1에 제시된 바와 같이, 고객에 의해 어떠한 전력도 사용중에 있지 않지만(그리고, 도시된 바와 같이, 그럼에도 불구하고, 고객 위치에서 전압이 이용가능한 것으로 검출되면) 질의 신호가 여전히 수신되고 있다면, 질의 센서(316)가 고객 서비스 라인(306)으로부터 질의 신호를 수신하기 때문에, 단순히 고객은 전력을 끌어다 쓰고 있지 않다는 결론을 도출할 수 있다. 그러나, 만일 질의 센서(316)가 어떠한 질의 신호를 검출하지 못하고 전력 센서(304)가 어떠한 전력(전압 등)도 검출하지 못하면, 고객 설비(318)로의 고객 서비스 라인(306)이 절단되었다는 결론을 도출할 수 있다(로컬 변압기(314)가 여전히 동작중이라는 것을 보여주는, 여전히 전력을 수신하고 있는 로컬 강압 변압기(314)의 공통 사용자들로의 전력과 같은 다른 증거가 존재한다고 가정).

주목할 점은, 지능형 전기 사용량 계측기(302)가 (신호 프로세서(308), 전송기(310) 등에 의해 제공된) 향상된 능력을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명의 한 실시예에서, 지능형 전기 사용량 계측기(302)는, 도 2에 도시된 DCE 서버(202)가 전력 센서(304)로부터의 전압 및/또는 암페어수 판독값만을 처리하도록, 오로지 전력 센서(304)만으로 구성될 수 있다는 것이다.

이제 도 4를 참조하면, 전기 유틸리티 그리드를 모니터링 및 제어하기 위해 고객 전기 사용량 계측기를 이용하도록 취해지는 단계들의 고수준 플로차트가 제시되어 있다. 초기 블럭(402) 이후에, 한세트의 고객 전기 사용량 계측기가 지리적으로 그룹화되어 단일 피더를 형성하는 그룹화된 전기 사용량 계측기 세트화 된다(블럭 404). 그 다음, 이 그룹화된 전기 사용량 계측기 세트는 모니터링된다(블럭 406). 그 다음, 전기 사용량 계측기들 중 임의의 것이 이상상황을 보고하는지의 여부가 결정된다(질의 블럭(408)). 이 결정은, 앞서 도 3에서 기술된, DCE 서버(208), 분석 서버(204), 및/또는 신호 프로세서(308)에서 발견되는 것과 같은 로직을 이용하여 이루어진다. 또한, 이와 같은 진보된 분석은 또한, 실시간 파형 및 디스플레이를 달성할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, (도 2에 도시된) 분석 서버(204)에 디스플레이되는, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, 502)가 복수의 지능형 사용량 계측기(504a-n)(전술된 전기 사용량 계측기(216a-n)와 같은 RTU)로부터 전압을 수신하고 있다고 가정하자. 이들 전압 프로파일은 피더 및 계측기 위치를 따른 계측기들의 선택된 서브셋으로부터의 전압 판독값에 의해 발생된 다음, 패킷화된다. 그 다음, 이들 디지털 패킷들은 실시간으로 GUI(502)에 스트리밍되어, 결과적으로 대응하는 실시간 그래프(506a-n)가 된다. 따라서, 분석 서버(204)의 GUI(502)를 관찰하는 감독관은 특정한 라인 상의 전력이 정상인지(예를 들어, 전력 그리드를 따라 갑자기 더 높거나 더 낮은 전압을 갖는지)의 여부를 결정할 수 있다. 대안으로서, 디지털 패킷들은, 더 단순한 전압 파일로서, 이하에서 도 8에서 기술되는 GUI(802)에 실시간으로 스트리밍될 수 있다.

도 4의 질의 블럭(408)에서 계속하면, 제1 및 제2 고객 위치에서의 전압 테스팅은 단전이 발생했다고 결론내리기에 충분한 정보(예를 들어, 양쪽 고객 위치에서의 제로 전압은, 양쪽 고객 위치가 고장난 로컬 강압 변압기로부터의 동일한 피더 라인 상에 있다는 결론을 합리적으로 도출할 수 있다)를 제공할 수 있다. 대안으로서, 전력 단전의 검출은 제1 시간(T1)에서 얼마나 많은 총 전력이 사용되었는지를 판독하고, 제2 시간(T2)에서 얼마나 많은 총 전력이 사용되었는지를 판독한 다음, 시간 T1과 T2에서 사용된 총 전력에서의 차이를 결정함으로써 달성될 수 있다. 만일 고객 설비에서 사용된 총 전력량이 시간 T1 및 T2에서 동일하다면, 그 고객 설비에서 어떠한 전력도 사용되고 있지 않거나 및/또는 수신되고 있지 않다고 결론을 내릴 수 있다. 또 다른 실시예에서, 지능형 계측기들중 하나로부터의 전압 판독값 그 자체는 단전인지의 여부를 말해줄 수 있다. 어느 경우든, 만일 이 설비와 동일한 업스트림 포인트에 링크된 다른 계측기들에서 전압이 제로라면, 이것은 단전은 다운 라인의 업스트림, 불량 변압기 등임을 가리킨다. 만일 제1 및 제2 고객 설비 양자 모두가 어떠한 전력도 수신 및/또는 사용하고 있지 않다면, 그들의 공유된 로컬 강압 변압기에 문제가 있다는 결론에 도달한다.

질의 블럭(408)에 도시된 활동의 또 다른 실시예에서, 제1 설비는 전력을 수신/사용하고 있으나, 제2 설비는 그렇지 않다고 가정하자. 2개의 설비는 동일한 로컬 강압 변압기에 결합되어 있기 때문에, 로컬 강압 변압기는 적절하게 동작하고 있으나 제1 설비의 어딘가에 문제가 있다는 결론에 적절하게 도달한다. 만일 제1 설비로의 드랍 라인이 그대로(intact)라면(도 3에 도시된 질의 센서(316)의 이용에 관하여 전술된 논의를 참조), 제1 설비가 전력 센서 이전에 위치해 있는 (서플라이측에 있는) 회로 차단기를 작동시켰다(throw)는 결론에 적절하게 도달한다. 한 실시예에서, 이러한 회로 차단기의 작동은 도 3에 도시된 지능형 전기 사용량 계측기(302) 내의 신호 프로세서에 의해 확인될 수 있다.

이상상황이 무엇이든, 만일 하나의 전기 사용량 계측기나 한 그룹의 전기 사용량 계측기에서 너무 많이 이상상황이 발생한다면, 반복적 이상상황의 "큰 그림" 원인을 결정하기 위해, 추가적인 전기 사용량 계측기가 모니터링될 필요가 있다는 결정이 내려질 수 있다.

일단 이상상황 및/또는 이상상황들의 원인이 결정되고 나면, 전력선 리라우팅, 계측기 교체, 변압기 교체, 변압기 및/또는 전력선들의 업그레이드 등과 같은, 적절한 교정 단계들이 취해진다(블럭 410). 프로세스는 종료 블럭(412)에서 끝난다.

이제 도 6을 참조하면, (도 2에 도시된 전력 그리드(200)와 유사한) 지능형 그리드 인프라구조(600)의 도 다른 뷰가 제시되어 있다. 전력선 이용 광대역(BPL; Broadband over Power Line) 모뎀이 고객 위치(604)에 배치되어 있다. BPL 모뎀(602)은, BPL 장치(610)를 이용하여 저전압선(606) 및/또는 중전압선(608)을 통한 직접적 데이터 통신을 허용한다. 대안으로서, BPL 장치(610)는 스마트 센서(612)로부터 신호를 수신할 수 있다. 이 스마트 센서(612)는 전기 및/또는 개스 계측기(614)가 이상상황(예를 들어, 단전, 스파이크 등)을 검출했는지의 여부를 검출한다. 마찬가지로, 전기 및/또는 개스 계측기에 결합된 셀 릴레이(616)는 BPL 장치(610)에 이러한 이상상황 정보를 전송할 수 있다. 주목할 점은, BPL 장치는 또한 변압기(618)에 직접 결합됨으로써, 변압기(618)에 이상상황(예를 들어, 전력없음)이 있는지를 검출할 수 있다. BPL 장치(610)는 커플러(620)를 이용하여 중간 전압 라인(608)에 결합될 수 있음으로써, 서브스테이션(622)로의 (이상상황을 기술하는) 데이터 전송을 허용한다.

주목할 점은, BPL 인젝터 노드(624)는 BPL 장치(610)로부터의 BPL 신호를 부스팅할 필요가 있으며, 커플러(626)를 통해 피더 라인(628)에 결합된다. 나아가, BPL 인젝터 노드(624)는 별개의 섬유(fiber) 접속(630)을 통해 서브스테이션(622)에 결합될 수 있다. 어느 방식이든(즉, 전력선을 통해 통신하는 BPL 방법이든, 또는 BPL 신호를 섬유 광신호로 변환하는 방법이든), 전기 및/또는 개스 계측기(614)로부터의 판독값을 기술하는 데이터는 스위치(632)에 전송되고, 이것은 그 신호가 라우터(636)를 통해 섬유 링크(634)를 따른 전송에 대해 호환된다는 것을 보장한다. 데이터 신호는 섬유 백본(638)을 통해, 분석 서버(예를 들어, 도 1에 도시된 분석 서버(150)), (데이터를 저장 및/또는 처리하기 위한) 데이터베이스 서버, 및 (BPL 시스템을 통해 또는 섬유광 시스템을 통해) 인입하는 데이터 신호를 처리하기 위한 데이터 통신 장비(DCE) 서버를 포함하는 데이터센터(640)까지 이동한다. 그 다음, 처리된 데이터는 포털 서버(642)에 전송되고, 포털 서버(632)는, 유틸리티 포털(644)이 포털 클라이언트(646) 상에 유틸리티 상태를 기술하는 데이터 정보를 디스플레이하는 것을 허용한다.

이제 도 7을 참조하면, 지능형 계측기의 (지리 정보 시스템, GIS로부터 유도된) 스냅샷 맵(700)이 제시되어 있다. 도시된 바와 같이, 계측기 위치 A-P는 1가(first street) 내지 4가(fourth street) 상의 특정 주소에 도시되어 있다. 그 다음, 각각의 맵핑된 위치(A-P)에서의 정확한 전압이, 도 8에서 GUI(802)에 도시된, 보상되지 않은 피더 전압 프로파일 상에 제시될 수 있다. 이 프로파일(800)은 도 7에 표시되고 맵핑된 지능형 계측기들 각각에서의 전압 판독값을 기술하기 위해 (더 상세한 정보를 위해 파들어갈(drill down) 수 있는) 그래픽 표현을 제공한다. 따라서, 전압에서의 임의의 등락 또는 편차는 발생중이거나 발생할 하드웨어 및/또는 라인 문제를 결정/예측하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 적어도 몇몇 양태는 프로그램 제품을 포함하는 컴퓨터 판독가능한 매체로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 기능을 정의하는 프로그램이, 이더넷, 인터넷, 무선 네트워크 및 유사한 네트워크 시스템과 같은 비유형 통신 매체 뿐만 아니라, 비기록 스토리지 매체(예를 들어, CD-ROM), 기록가능한 스토리지 매체(예를 들어, 하드 디스크 드라이브, 기록/판독 CD ROM, 광학 매체)를 포함하지만 이것만으로 제한되지 않는 유형의 다양한 신호 포함 매체를 통해 데이터 스토리지 시스템 또는 컴퓨터 시스템에 전달될 수 있다. 따라서, 이와 같은 신호 포함 매체가 본 발명에서 방법 기능들에 관한 컴퓨터 판독가능한 명령어를 운반 또는 인코딩할 때, 이와 같은 신호 포함 매체는 보 발며의 대안적 실시예들을 나타낸다는 것을 이해해야 한다. 나아가, 본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

소프트웨어 배치( soft deployment )

전술된 바와 같이, 한 실시예에서, GML(148)의 기능을 포함한 본 발명에 의해 기술된 프로세스는 서비스 제공자 분석 서버(150)에 의해 수행된다. 대안으로서, GML(148) 및 본 명세서에서 기술된, 특히 도 2-8에서 도시되고 기술된 방법은 분석 서버(150)에서부터 컴퓨터(102)에까지 프로세스 소프트웨어로서 배치될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 여기서 기술된 방법의 프로세스 소프트웨어는 또 다른 서비스 제공자 서버(미도시)에 의해 분석 서버(150)에 배치될 수 있다.

도 9a-b를 참조하면, 단계(900)는 프로세스 소프트웨어의 배치를 시작한다. 먼저 프로세스 소프트웨어가 실행될 때 서버 또는 서버들 상에 주재하게 될 임의의 프로그램이 있는지의 여부가 결정된다(질의 블럭 902). 만일 있다면, 실행파일을 포함할 서버들이 식별된다(블럭 904). 서버 또는 서버들을 위한 프로세스 소프트웨어가 FTP 또는 기타의 프로토콜을 이용하여, 또는 공유 파일 시스템의 이용을 통해 복사함으로써, 서버의 스토리지에 직접 전송된다(블럭 960). 그 다음, 프로세스 소프트웨어가 서버들 상에 설치된다(블럭 908).

그 다음, 서버 또는 서버들 상의 프로세스 소프트웨어에 사용자가 액세스하게 함으로써 프로세스 소프트웨어가 배치될지의 여부에 관한 결정이 이루어진다(질의 블럭 910). 만일 사용자들이 서버들 상의 프로세스 소프트웨어에 액세스할 것이라면, 프로세스 소프트웨어를 저장할 서버 주소들이 식별된다(블럭 912).

만일 프록시 서버가 프로세스 소프트웨어를 저장하도록 구축될지의 여부에 관해 결정이 이루어진다(질의 블럭 914). 프록시 서버는 웹 브라우저와 같은 클라이언트 애플리케이션과 실제 서버 사이에 놓인 서버이다. 이것은 실제 서버로의 모든 요청을 가로채서 자신이 그 요청을 이행할 수 있는지를 알아본다. 이행할 수 없다면, 그 요청을 실제 서버에 포워딩한다. 프록시 서버의 2가지 주요 잇점은 성능을 향상시키는 것과 요청을 필터링하는 것이다. 만일 프록시 서버가 요구된다면, 프록시 서버가 설치된다(블럭 916). 프로세스 소프트웨어는 FTP와 같은 프로토콜을 통해 서버들에 전송되거나, 파일 공유를 이용하여 소스 파일들로부터 서버 파일들로 직접 복사된다(블럭 918). 또 다른 실시예는 프로세스 소프트웨어를 포함했던 서버들에 트랜잭션을 전송하고, 서버가 그 트랜잭션을 처리하도록 하게 한 다음, 프로세스 소프트웨어를 수신하고 서버의 파일 시스템에 복사하는 것이다. 일단 프로세스 소프트웨어가 서버들에 저장되면, 사용자들은, 그들의 클라이언트 컴퓨터를 통해, 서버들 상의 프로세스 소프트웨어에 액세스하고 그들의 클라이언트 컴퓨터 파일 시스템에 복사한다(블럭 920). 또 다른 실시예는, 각각의 클라이언트에 프로세스 소프트웨어를 서버들이 자동으로 복사하게끔 한 다음, 각각의 클라이언트 컴퓨터의 프로세스 소프트웨어에 대한 설치 프로그램을 실행하는 것이다. 사용자는 프로세스 소프트웨어를 자신의 클라이언트 컴퓨터에 설치하는 프로그램을 실행(블럭 922)한 다음, 그 프로세스를 빠져 나간다(종료 블럭 24).

질의 단계(926)에서, 전자 메일을 통해 프로세스 소프트웨어를 전송함으로써 프로세스 소프트웨어가 배치될지의 여부에 관해 결정이 이루어진다. 프로세스 소프트웨어가 배치될 사용자 집합이 사용자 클라이언트 컴퓨터의 주소와 함께 식별된다(블럭 928). 프로세스 소프트웨어가 사용자들의 클라이언트 컴퓨터들 각각에 전자메일을 통해 전송된다(블럭 930). 사용자는 프로세스 소프트웨어를 설치하는 프로그램을 자신의 클라이언트 컴퓨터에 설치(블럭 922)한 다음, 프로세스를 빠져 나온다(종료 블럭 924).

마지막으로, 프로세스 소프트웨어가 자신의 클라이언트 컴퓨터들 상의 사용자 디렉토리에 직접 전송될지의 여부에 관한 결정이 이루어진다(질의 블럭 936). 만일 그렇다면, 사용자 디렉토리들이 식별된다(블럭 938). 프로세스 소프트웨어가 사용자 클라이언트 컴퓨터 디렉토리에 직접 전송된다(블럭 940). 이것은, 파일 시스템 디렉토리의 공유 후 전송자의 파일 시스템으로부터 수신 사용자의 파일 시스템으로 복사하거나, 대안으로서 FTP와 같은 전송 프로토콜을 이용하는 것과 같은 몇가지 방법으로 이루어질 수 있으나, 이것으로만 제한되는 것은 아니다. 사용자들은, 프로세스 소프트웨어의 설치를 준비하기 위해 그들의 클라이언트 파일 시스템 상의 디렉토리들에 액세스(블럭 922)한 다음, 프로세스를 빠져 나온다(블럭 924).

VPN 배치

현재의 소프트웨어는 서비스의 일부로서 써드 파티(third party)에 배치될 수 있다. 여기서, 써드 파티 VPN 서비스는 보안 배치 수단으로서 제공되거나, VPN이 특정한 배치에 대해 요구될 때 온-디맨드로 구축된다.

가상 사설망(VPN)은, 비보안 또는 비신뢰 네트워크를 통한 접속을 보안유지하기 위해 사용되는 기술들의 임의 조합이다. VPN은 보안을 향상시키고 운영 비용을 저감시킨다. VPN은 원격 싸이트에 접속하거나 사용자들을 서로 접속시키기 위해 공중 네트워크, 대개 인터넷을 이용한다. 임대선과 같은 전용의 실제 접속을 이용하는 것 대신에, VPN은, 회사의 사설망으로부터 원격 싸이트 또는 피고용인으로 인터넷을 통해 라우팅된 "가상" 접속을 이용한다. 프로세스 소프트웨어의 전달 또는 실행의 목적을 위해 VPN을 구체적으로 구현함으로써 VPN을 통한 소프트웨어로의 액세스가 서비스로서 제공될 수 있다(즉, 소프트웨어는 다른 곳에 존재함). 여기서, VPN의 수명은 지불된 금액에 기초하여 소정의 시간 또는 소정의 배치수로 제한된다.

프로세스 소프트웨어는, 원격 액세스 또는 싸이트-대-싸이트 VPN을 통해 배치, 액세스, 및 실행될 수 있다. 원격 액세스 VPN을 이용할 때, 프로세스 소프트웨어는, 회사의 사설망과 제3 서비스 제공자를 통한 원격 사용자들간의 보안되고 암호화된 접속을 통해, 배치되고, 액세스되며, 실행된다. 기업 서비스 제공자(ESP)는 네트워크 액세스 서버(NAS; Network Access Server)를 설정하고 원격 사용자들에게 그들의 컴퓨터에 대한 데스크탑 클라이언트 소프트웨어를 제공한다. 그러면, 재택근무자는, 프로세스 소프트웨어에 액세스하고, 다운로드하며, 실행시키기 위해, 무료전화를 걸거나, 케이블 또는 DSL 모뎀을 통해 직접 부착되어 NAS에 도달하고 그들의 VPN 클라이언트 소프트웨어를 이용할 수 있다.

싸이트-대-싸이트 VPN을 이용할 때, 프로세스 소프트웨어는, 인터넷과 같은 공중 네트워크를 통해 회사의 복수의 고정된 싸이트에 접속하기 위해 사용되는 전용 장비 및 대규모 암호화의 이용을 통해, 배치되고, 액세스되며, 실행된다.

프로세스 소프트웨어는, 전체 패킷을 또 다른 패킷 내에 배치하고 이를 네트워크를 통해 전송하는 프로세스인 터닐링을 이용하여 VPN을 통해 수송된다. 외측 패킷의 프로토콜은, 네트워크와, 패킷이 네트워크에 진입하거나 네트워크를 벗어나는 곳인 터널 인터페이스라 불리는 양쪽 지점에 의해 이해될 수 있다.

소프트웨어 통합

전술된 프로세스를 구현하기 위한 코드로 구성되는 프로세스 소프트웨어는, 애플리케이션, 운영 체제, 및 네트워크 운영 체제와 공존하도록 프로세스 소프트웨어를 제공한 다음, 프로세스 소프트웨어가 기능하게 될 환경의 클라이언트들과 서버들 상에 프로세스 소프트웨어를 설치함으로써, 클라이언트, 서버, 및 네트워크 환경 내에 통합될 수 있다.

제1 단계는, 프로세스 소프트웨어가 배치되거나, 프로세스 소프트웨어에 의해 요구되거나 프로세스 소프트웨어와 연계하여 동작하는 네트워크 운영 체제를 포함한, 클라이언트 및 서버 상의 임의의 소프트웨어를 식별하는 것이다. 이것은, 네트워크 특징을 추가함으로써 기본적인 운영 체제를 향상시키는 소프트웨어인 네트워크 운영 체제를 포함한다.

다음으로, 소프트웨어 애플리케이션 및 버전 넘버가 식별되고, 프로세스 소프트웨어와 동작하기 위해 테스트된 소프트웨어 애플리케이션 및 버전 넘버들의 목록과 비교된다. 버전 넘버가 없거나 올바른 버전과 정합하지 않는 소프트웨어 애플리케이션들은 올바른 버전 넘버로 업그레이드될 것이다. 프로세스 소프트웨어로부터 소프트웨어 애플리케이션들로 파라미터를 건네주는 프로그램 명령어는 파라미터 목록이 프로세스 소프트웨어에 의해 요구되는 파라미터 목록과 정합하는 것을 보장하기 위해 검사될 것이다. 역으로, 소프트웨어 애플리케이션에 의해 프로세스 소프트웨어로 전달되는 파라미터들은 이 파라미터들이 프로세스 소프트웨어에 의해 요구되는 파라미터들과 정합하는 것을 보장하기 위해 검사될 것이다. 네트워크 운영 체제를 포함한 클라이언트 및 서버 운영 체제가 식별되고, 운영 체제, 버전 넘버, 및 프로세스 소프트웨어와 동작하기 위해 테스팅된 네트워크 소프트웨어의 목록과 비교될 것이다. 테스팅된 운영 체제 및 버전 넘버의 목록과 일치하지 않는 이들 운영 체제, 버전 넘버, 및 네트워크 소프트웨어는 클라이언트 및 서버 상에서 필요한 레벨까지 업그레이드될 것이다.

프로세스 소프트웨어가 배치될 소프트웨어가 프로세스 소프트웨어와 동작하기 위해 테스팅된 올바른 버전 레벨임을 보장한 후에, 클라이언트 및 서버 상에 프로세스 소프트웨어를 설치함으로써 통합이 완료된다.

온 디맨드( On Demand )

프로세스 소프트웨어는 공유되며, 동시에, 융통성 있고 자동화된 방식으로 복수의 고객들을 서빙한다. 이것은 표준화되어 맞춤형을 거의 요구하지 않으며 스케일가능하므로, 온 디맨드 용량을 지불에 따른 방식(a pay-as-you go model)으로 제공한다.

프로세스 소프트웨어는 하나 이상의 서버로부터 액세스가능한 공유된 파일 시스템 상에 저장될 수 있다. 프로세스 소프트웨어는 액세스된 서버 상의 CPU 유닛을 이용하는 서버 처리 요청과 데이터를 포함하는 트랜잭션을 이용하여 실행된다. CPU 유닛은 서버의 중앙 프로세서 상의 분, 초, 시와 같은 시간 유닛이다. 추가적으로, 액세스된 서버는 CPU 유닛을 요구하는 다른 서버들을 요청할 수 있다. CPU 유닛은 이용 측정치를 나타내는 일례에 불과하다. 다른 이용 측정치는 네트워크 대역폭, 메모리 이용률, 스토리지 이용률, 패킷 전송, 전체 트랜잭션 등을 포함하지만, 이것으로만 한정되는 것은 아니다.

복수의 고객이 동일한 프로세스 소프트웨어 애플리케이션을 이용할 때, 그들의 트랜잭션은, 고유 고객과 그 고객에 대한 서비스 타입을 식별하는 트랜잭션 내에 포함된 파라미터들에 의해 구분된다. 각 고객에 대한 서비스를 위해 사용되는 CPU 유닛 및 기타의 이용 측정치 모두가 기록된다. 임의의 한 서버에 대한 트랜잭션의 수가 그 서버의 성능에 악영향을 미치기 시작하는 수에 도달할 때, 용량을 증가시키고 작업부하를 공유하기 위해 다른 서버들이 액세스된다. 마찬가지로, 네트워크 대역폭, 메모리 이용률, 스토리지 이용률 등과 같은 다른 이용 측정치들이 성능에 악영향을 미치는 수준에 접근하면, 작업부하를 공유하기 위해 추가의 네트워크 대역폭, 메모리 이용률, 스토리지 등이 부가된다.

각 서비스와 고객에 대해 이용되는 이용 측정치는, 프로세스 소프트웨어의 공유된 실행을 제공하는 서버들의 네트워크 내의 임의의 곳에서 처리된 각 서비스에 대하여 각 고객에 대한 이용 측정치를 합산하는 수집 서버에 전송된다. 합산된 이용 측정치는 주기적으로 단위 비용에 의해 곱해지고, 그 결과의 총 처리 소프트웨어 애플리케이션 서비스 비용은 고객에게 전송되거나 및/또는 고객이 액세스하는 웹 싸이트 상에 표시된 다음, 그 지불을 서비스 제공자에 송금한다.

또 다른 실시예에서, 서비스 제공자는 은행이나 금융 기관의 고객 계좌로부터 직접 지불을 요청한다.

또 다른 실시예에서, 만일 서비스 제공자가 프로세스 소프트웨어 애플리케이션을 이용하는 고객 중 한 고객이라면, 서비스 제공자에 갚아야 할 지불은 지불의 전송을 최소화하기 위해 서비스 제공자가 갚아야 할 지불에 의해 가감된다(reconcile).

이제 도 10a-b를 참조하면, 시작 블럭(1002)는 온 디맨드 프로세스를 개시한다. 고유 고객 식별자, 요청된 서비스 타입, 및 서비스의 타입을 추가로 명시하는 임의의 서비스 파라미터들을 포함하는 트랜잭션이 생성된다(블럭 1004). 그 다음, 이 트랜잭션은 메인 서버에 전송된다(블럭 1006). 한 온 디맨드 환경에서, 메인 서버가 처음에는 유일한 서버이지만, 그 용량이 소비됨에 따라 다른 서버들이 온 디맨드 환경에 추가된다.

온 디맨드 환경에서의 서버 중앙 처리 유닛(CPU) 용량이 질의된다(블럭 1008). 트랜잭션의 CPU 요건이 추정된 다음, 온 디맨드 환경에서의 서버의 가용 CPU 용량이 트랜잭션 CPU 용량과 비교되어 트랜잭션을 처리하기 위해 임의의 서버에 충분한 CPU 가용 용량이 있는지를 알아본다(질의 블럭 1010). 만일 충분한 서버 CPU 가용 용량이 없다면, 트랜잭션을 처리하기 위해 추가적인 서버 CPU 용량이 할당된다(블럭 1012). 만일 이미 충분한 가용 CPU 용량이 있다면, 트랜잭션은 선택된 서버에 전송된다(블럭 1014).

트랜잭션을 실행하기 이전에, 트랜잭션을 처리하기에 그 환경이 충분한 가용 용량을 갖고 있는지를 결정하기 위해 나머지 온 디맨드 환경에 관한 검사가 이루어진다. 이 환경 용량은 네트워크 대역폭, 프로세서 메모리, 스토리지 등으로 구성되나, 이것으로만 한정되는 것은 아니다(블럭 1016). 만일 충분한 가용 용량이 없다면, 온 디맨드 환경에 용량이 추가될 것이다(블럭 1018). 그 다음, 트랜잭션을 처리하는데 요구되는 소프트웨어가 액세스되고, 메모리에 로딩된 다음, 트랜잭션이 실행된다(블럭 1020).

사용량 측정치가 기록된다(블럭 1022). 사용량 측정치는 트랜잭션을 처리하는데 이용되는 온 디맨드 환경 내의 기능들의 일부를 구성한다. 예를 들어, 네트워크 대역폭, 프로세서 메모리, 스토리지 및 CPU 싸이클과 같은 기능들의 이용이 기록된다. 이용 기록치가 합산되고, 단위 비용에 의해 곱해진 다음, 요청 고객에 대한 비용청구로서 기록된다(블럭 1024).

만일 고객이 온 디맨드 비용이 웹 싸이트에 포스트될 것을 요구했다면(질의 블럭 1026), 그 비용이 포스트된다(블럭 1028). 만일 고객이 온 디맨드 비용이 전자메일을 통해 고객 주소에 전송될 것을 요구했다면(질의 블럭 1030), 그 비용이 고객에게 전송된다(블럭 1032). 만일 고객이 온 디맨드 비용이 고객 계좌로부터 직접 지불될 것을 요청했다면(질의 블럭 1034), 고객 계좌로부터 직접 지불이 수신된다(블럭 1036). 그 다음, 종료 블럭(1038)에서 온 디맨드 프로세스가 종료한다.

본 명세서에서 기술된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예는 피더 회로를 따른 위치에 따라 계측기들을 그룹화한다. 계측기 식별 코드를 실제 지리공간 위치 및 그리드 접속성과 연결하기 위해, 계측기들이 어떻게 분포되어 있는지에 관한 정보가 유틸리티 지리 정보 시스템으로부터 얻어지거나, 계측기 데이터 관리 시스템으로부터 얻어질 수 있다. 서브스테이션으로부터의 계측기 전기적 거리는 계측기가 접속되어 있는 배전 변압기의 것과 동일한 것으로 간주된다.

일단 계측기 테이블이 구축되고 나면, 분석 서버 태스크 스케쥴러는 계측기 서브셋을 정기적으로 스캔하고, 데이터 요청을 생성하며, 이들을 계측기 데이터 수집 엔진(DEC)에 전달한다. 분석 서버는 양호하게는 계측기들과 직접 통신하지 않고, 상호작용 계측기 판독 요청을 DCE에 전달한다. 데이터가 DCE에 의해 반환될 때, 분석 서버는 그 데이터를, 계측기 식별 코드, 데이터 시간 스탬프, 계측기 거리, 및 파라미터 값의 기록을 제공하는 데이터베이스 테이블에 둔다. 테이블 내의 이 값들은 파라미터 프로파일을 구성한다. 한 예는 피더의 길이를 따라 취해진 전압값 테이블로서, 각각의 센싱 지점에 대한 전기적 거리가 열거되어 있다. 많은 상이한 파라미터들에 대한 프로파일들이 동일한 방식으로 구성될 수 있다. 파라미터는 전압, 전류, 실제 또는 리액티브 전력, 파워 팩터, 총 조화 왜곡 등일 수 있다. 그 다음, 테이블은 그리드 볼트/VAR 제어, 전력 품질 평가, 단전 지능 등과 같은 다양한 애플리케이션들에 의해 액세스될 수 있다. 커패시터와 같은 소자의 동작은, 예를 들어 커패시터 스위칭 명령 이전 및 이후 전압 프로파일의 형상에서의 변화에 의해 결정될 수 있다. 테이블은 분석 서버에 의해 주기적으로 새로운 데이터로 리프레시될 수 있다.

단전 지능과 같은 실시간 분석을 지원하기 위해 한번에 하나(one-at-a time) 계측기 파라미터 판독값이 요구될 수도 있다. 이 경우, 분석 서버는 판독할 계측기 또는 계측기들을 결정하기 위해 계측기 분포 정보를 포함하는 피터 표시 또는 계측기 테이블을 이용할 수 있다. 그 다음, 분석 서버는 대화형 판독 요청을 DCE 서버에 전송하고 적절한 값(들)을 반환받을 수 있다. 분석 서버는, 판독 레이턴시, 응답 편차, 및 판독될 계측기 수에 기초한 가변 성능과 같은 DCE 특성들을 최상으로 이용하기 위해, 임의의 주어진 시간에 얼마나 많은 계측기가 및 어떤 계측기가 판독 요청할 수 있는지를 결정하기 위한 다양한 전략을 채택할 수 있다.

본 발명이 양호한 실시예를 참조하여 도시되고 기술되었지만, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 형태와 세부사항에 있어서 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명이 커스텀 소프트웨어 애플리케이션이 개발되는 양호한 실시예를 참조하였지만, 공개된 발명은 애플리케이션 소프트웨어의 개발과 수정에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 나아가, 첨부된 특허청구범위에서 사용될 때, 용어 "컴퓨터", 또는 "시스템" 또는 "컴퓨터 시스템" 또는 "컴퓨터 장치"는, 개인용 컴퓨터, 서버, 워크스테이션, 네트워크 컴퓨터, 메인 프레임 컴퓨터, 라우터, 스위치, PDA, 전화, 및 데이터를 처리, 전송, 수신, 포착 및/또는 저장할 수 있는 임의의 다른 시스템을 포함하지만 이들만으로 한정되지 않는 임의의 데이터 처리 시스템을 포함한다.

202: DEC 서버
204: 분석 서버
206: 발전기
208: 전송선
210: 배전 서브스테이션
212: 배전선
214a~n: 배전 변압기
215a~n: 피더(feeder)
218: 드랍 라인
220: 테이블
224: 그리드 조절 로직

Claims

전기 유틸리티 그리드(electric utility grid)를 관리하기 위한 방법에 있어서,
지능형 전기 사용량 계측기 세트를 전력 그리드(power grid) 상의 정밀 센서 세트로서 지리적으로 그룹화하는 단계로서, 상기 정밀 센서 세트 내의 각각의 지능형 전기 사용량 계측기는 원격으로 모니터링될 수 있고, 각각의 지능형 전기 사용량 계측기는 복수의 고객 설비로부터 선택된 상이한 고객 설비에 결합되는 것인, 상기 지리적으로 그룹화하는 단계와;
상기 정밀 센서 세트로부터의 적어도 하나의 지능형 전기 사용량 계측기에 의해 판독되고 있는 전력에 대한 이상상황을 원격으로 검출하는 단계와;
이상상황의 원격 검출에 응답하여, 상기 이상상황을 교정하기 위해 상기 전기 유틸리티 그리드에 대한 전력을 조절하는 단계
를 포함하는, 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 정밀 센서 세트 모두는 로컬 강압 변압기를 통해 동일한 전력선에 결합되는 것인, 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
제2항에 있어서, 상기 이상상황은 상기 복수의 고객 설비 중 제1 고객 설비로의 제1 전력 단전이고, 상기 제1 전력 단전은 상기 제1 고객 설비에 인입하는 제로 입력 전압의 판독에 의해 검출되는 것인, 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 이상상황은 상기 전기 유틸리티 그리드에 미치는 전자기 간섭에 의해 유발되는 전력 잡음인 것인, 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
제1항에 있어서,
상기 이상상황의 디지털화된 전압 프로파일을 발생시키는 단계와;
상기 디지털화된 전압 프로파일을 분석 서버에 전송하는 단계
를 더 포함하는 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 이상상황은, 복수의 고객 설비들 중 제1 고객 설비와 제2 고객 설비 사이의 전력선 상의 전압 강하이고,
상기 전기 유틸리티 관리 방법은,
상기 전압 강하가 미리결정된 허용가능한 레벨을 초과하는지를 결정하는 단계와;
상기 전압 강하가 미리결정된 허용가능한 레벨을 초과한다는 결정에 응답하여, 상기 전압 강하를 교정하기 위한 작업 순서를 발생시키는 단계
를 더 포함하는 것인, 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
제1항에 있어서,
상기 이상상황이 미리결정된 기간 동안 미리결정된 횟수보다 많이 발생했는지를 결정하는 단계와;
상기 이상상황이 미리결정된 기간 동안 미리결정된 횟수보다 많이 발생했다는 결정에 응답하여, 상기 이상상황에 정합하는 유사한 이상상황들에 대해 다른 사용량 계측기 세트를 모니터링하는 단계
를 더 포함하는, 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 이상상황은 고객 설비에서 수신되고 있는 전력의 부재이고, 상기 전기 유틸리티 관리 방법은,
로컬 강압 변압기로부터 상기 고객 설비의 전기 사용량 계측기 내의 질의 센서에 질의 신호를 전송하는 단계와;
상기 전기 사용량 계측기에서의 상기 질의 신호의 부재를 검출하는 단계와;
상기 전력의 부재와 상기 고객 설비의 전기 사용량 계측기에서의 상기 질의 신호의 부재 모두를 검출하는 것에 응답하여, 상기 로컬 강압 변압기로부터 상기 고객 설비로의 드랍 라인이 절단되었다고 결론내리는 단계
를 더 포함하는 것인, 전기 유틸리티 그리드 관리 방법.
전기 유틸리티 그리드에 있어서,
전력 그리드 상에 정밀 센서 웹(fine sensor web)을 생성하기 위해 전기 사용량 계측기 세트를 지리적으로 그룹화하기 위한 분석 서버로서, 상기 정밀 센서 웹 내의 각각의 전기 사용량 계측기는 원격으로 모니터링될 수 있고, 각각의 지능형 전기 사용량 계측기는 상이한 전력선 모니터링 지점에 결합되는 것인, 상기 지리적으로 그룹화하는 단계와;
상기 정밀 센서 웹으로부터의 적어도 하나의 전기 사용량 계측기에 의해 판독되고 있는 전력에 대한 이상상황을 원격으로 검출하기 위한 데이터 수집 엔진 서버와;
이상상황의 원격 검출에 응답하여, 상기 이상상황을 교정하기 위해 상기 전기 유틸리티 그리드에 대한 전력을 조절하기 위한 그리드 조절 로직
을 포함하는 전기 유틸리티 그리드.
컴퓨터에서 실행될 때 제1항 내지 제8항의 방법의 모든 단계들을 실행하기 위한 소프트웨어 코드부를 포함하며 디지털 컴퓨터의 내부 메모리에 로딩가능한 컴퓨터 프로그램 제품.