KR20140148217A - 발전소용 소비전력 관리 시스템 - Google Patents

발전소용 소비전력 관리 시스템 Download PDF

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KR20140148217A KR1020130071880A KR20130071880A KR20140148217A KR 20140148217 A KR20140148217 A KR 20140148217A KR 1020130071880 A KR1020130071880 A KR 1020130071880A KR 20130071880 A KR20130071880 A KR 20130071880A KR 20140148217 A KR20140148217 A KR 20140148217A
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한국남부발전 주식회사
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Abstract

본 발명은 발전소용 소비전력 관리 시스템에 관한 것으로, 발전소의 중앙제어실에서 소내 소비전력을 실시간으로 모니터링 함으로써 개별 부하의 운전상태를 감시할 수 있도록 하며, 또한 설비 간 호환성이 확보된 통신 방식을 이용하여 소비전력 정보를 계측하고 수집할 수 있도록 함으로써 시스템의 설치비용을 절감할 수 있도록 하며, 모듈형 전자 디바이스를 이용하여 소내 소비전력의 계측 및 정보를 수집함으로써 시스템을 간소화하여 발전원가를 절감할 수 있도록 하고, 또한 발전소 효율을 상승시켜 환경 친화에도 기여할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 발전소내의 소비전력 트렌드 분석 및 데이터베이스를 활용하여 발전소내의 에너지 관리 표준화를 구현하고, 에너지 절약에 대한 관심도를 제고하여 에너지 절약으로 이어질 수 있도록 한다.

Description

발전소용 소비전력 관리 시스템{ENERGY MANAGEMENT SYSTEM FOR POWER PLANT}
본 발명은 발전소용 소비전력 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소내의 소비전력 트렌드(Trend) 분석 및 데이터베이스 활용 도구를 제공함으로써 발전소내의 에너지 관리 표준화를 구현하고, 에너지 절약에 대한 관심도를 제고하여 에너지 절약으로 이어질 수 있도록 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전력 시스템은 크게 발전, 송변전, 배전의 3단계로 구성된다.
그 중 발전을 담당하는 발전소에는 전력 계통 제어를 위한 다수의 전압 차단기(또는 전압 차단기반)가 설치되어 있다.
예컨대 상기 발전소내의 전력 계통에는 고압차단기반(SWGR : Switch Gear), 저압차단기반(L/C : Load Center), 전동기 제어반(MCC : Motor Control Center) 등이 포함되어 있다. 여기서 상기 저압과 고압의 구분은 IEC(International Electro-technical Commission) 규격에 따른다.
최근 발전소는 불시고장 등에 의한 전력 공급능력 부족으로 충분한 예비전력의 확보에 어려움이 있으며, 그런 만큼 소내 소비전력을 절감하여 조금이라도 더 송전전력을 극대화함으로써 전력수급 안정에 기여하고자 노력하고 있는 상황이다.
여기서 소내 소비전력이란, 발전소에서 생산하여 자체적으로 소비하는 전력을 말하는 것으로, 발전소에서 생산된 전력 중 송전단으로 송전되지 않고, 발전소의 운영에 필요한 각종 부대설비(즉, 부하)를 가동하기 위하여 소비되는 전력을 의미한다. 본 발명에서 상기 부대설비는 고압/저압 차단기반 및 전동기 제어반을 포함한다.
따라서 종래에도 소내 소비전력을 절감하기 위하여 소비전력을 측정하였으나, 주로 보조변압기측 및 고압차단기반 모선 인입 단에 설치된 전력량계를 이용하여 소내 소비전력을 측정하였다. 따라서 측정 범위가 제한되고, 운전원이 직접 현장에 가서 전력량을 계측하기 때문에 실시간 감시가 어렵고 불편하였다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2011-0057559호(2011.06.01.공개, 지능형 전력 공급 네트워크에서의 에너지 관리 방법 및 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 발전소의 중앙제어실에서 운전원이 발전소 내의 측정 가능한 모든 전압차단기에서 소비되는 전력을 실시간으로 모니터링 함으로써 개별 부하의 운전상태를 감시할 수 있도록 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 하드 와이어링 방식의 케이블을 설치하는 것이 아니라, 설비 간 호환성이 확보된 통신 방식을 이용하여 소비전력 정보를 계측하고 수집할 수 있도록 함으로써 케이블이나 그에 관련된 부품을 절감하여 비용을 최소화할 수 있도록 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 모듈형 전자 디바이스를 이용하여 발전소의 전력계통 내부에서 소비전력의 계측 및 정보를 수집함으로써 전체 소비전력 관리 시스템을 간소화하여 발전원가를 절감할 수 있도록 하고, 또한 발전소 효율을 상승시켜 환경 친화에도 기여할 수 있도록 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 발전소내의 소비전력 트렌드(Trend) 분석 및 데이터베이스 활용 도구를 제공함으로써 발전소내의 에너지 관리 표준화를 구현하고, 에너지 절약에 대한 관심도를 제고하여 에너지 절약으로 이어질 수 있도록 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템은 발전소의 부대설비에서 소비되는 전력 및 상기 전력에 관련된 각종 정보들을 계측하고 수집하는 모듈형 디바이스; 상기 모듈형 디바이스를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수신 및 수집하는 전기적 제어 모니터링부; 상기 전기적 제어 모니터링부를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수집하고, 상기 전력 및 각종 정보들이 어디에서 발생하고 전달되어 온 것인지를 명확하게 하는 OPC(OLE for Process Control) 서버; 상기 OPC 서버로부터 전력 및 각종 정보들을 수집, 저장, 가공, 검색, 조작, 및 분석하고 재현하는 발전소 정보 관리 서버; 상기 OPC 서버나 상기 발전소 정보 관리 서버 중 어느 하나로부터 수집되거나 가공 또는 조작된 전력 및 각종 정보들을 전송받아 소비전력 관리에 적합한 데이터 형태로 재가공하는 발전소 에너지 관리 서버; 및 상기 발전소 에너지 관리 서버에서 수집, 분석, 조작, 및 가공된 데이터를 모니터링 하거나, 운전원이 모니터링 할 수 있는 사용자 인터페이스로 출력하는 발전소 소비전력 관리부;를 포함하되, 상기 부대설비는 고압차단기반 또는 저압차단기반 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 부대설비가 전동기 제어반인 경우, 상기 전동기 제어반에서 소비되는 전력 및 상기 전력에 관련된 각종 정보들을 계측하고 수집하여 출력하는 네트워크 이중화 장치; 상기 네트워크 이중화 장치를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수신 및 수집하여 출력하는 통합 제어 모니터링부; 및 상기 통합 제어 모니터링부를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수집하고, 상기 전력 및 각종 정보들이 어디에서 발생하고 전달되어 온 것인지를 명확하게 하여 상기 발전소 정보 관리 서버 또는 상기 발전소 에너지 관리 서버 중 적어도 어느 하나로 전송하는 OPC 서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 통합 제어 모니터링부는, ICMS(Intergrated Control & Monitoring System) 또는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 부대설비가 전동기 제어반인 경우, 상기 전동기 제어반에서 소비되는 전력 및 상기 전력에 관련된 각종 정보들을 수집하여 모니터링이 용이한 형태로 가공하는 전동기 제어반 모니터링 서버; 및 상기 전동기 제어반 모니터링 서버에서 가공되어 출력된 상기 전동기 제어반의 소비전력 및 각종 정보들을 모니터링 하는 전동기 제어반 모니터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 모듈형 디바이스는, IED(Intelligent Electronic Device)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 전기적 제어 모니터링부는, ECMS(Electric Control monitoring System)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 OPC 서버는, 데이터의 안정적인 전송을 위하여 백업 및 예비 용도로 사용할 수 있도록 듀얼(Dual) 방식으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 부대설비에서 계측된 소비전력 및 각종 정보들을 전송하기 위한 통신 방식으로서, IEC-61850 규약, Profibus-DP 규약, 및 하드와이어 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 발전소 정보 관리 서버는, PIMS(Plant Information Management System) 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 발전소 에너지 관리 서버는, PEMS(Plant Energy Management System) 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발전소의 중앙제어실에서 소내 소비전력을 실시간으로 모니터링 함으로써 개별 부하의 운전상태를 감시할 수 있도록 하며, 또한 설비 간 호환성이 확보된 통신 방식을 이용하여 소비전력 정보를 계측하고 수집할 수 있도록 함으로써 시스템의 설치비용을 절감할 수 있도록 하고, 모듈형 전자 디바이스를 이용하여 소내 소비전력의 계측 및 정보를 수집함으로써 시스템을 간소화하여 발전원가를 절감할 수 있도록 하며, 또한 발전소 효율을 상승시켜 환경 친화에도 기여할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 발전소내의 소비전력 트렌드 분석 및 데이터베이스를 활용하여 발전소내의 에너지 관리 표준화를 구현하고, 에너지 절약에 대한 관심도를 제고하여 에너지 절약으로 이어질 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템의 다른 구성을 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템은, 고압차단기반(110), 저압차단기반(120), 전동기 제어반(130), 전기적 제어 모니터링부(210), 통합 제어 모니터링부(220), 전동기 제어반 모니터링 서버(230), 전동기 제어반 모니터링부(240), OPC 서버(310, 320), 발전소 정보 관리 서버(410), 발전소 에너지 관리 서버(420), 및 발전소 소비전력 관리부(510)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서 상기 고압차단기반(110), 저압차단기반(120), 및 전동기 제어반(130)은 부하로서 작동한다. 즉, 본 발명에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템은 상기 부하에서 소비되는 전력을 측정하고 모니터링 하는 것이다.
상기 고압차단기반(110)은 다수의 고압차단기들로 구성된다.
상기 고압차단기반(110)에 구성되는 각각의 고압차단기들은 진공 차단기(VCB : Vacuum Circuit Breaker)를 포함하고, 상기 진공 차단기(VCB)의 작동 시 소비되는 전력을 계측하고 수집하는 모듈형 디바이스(IED : Intelligent Electronic Device)를 포함한다.
상기 모듈형 디바이스(IED)는 각각의 고압차단기들에 각기 포함되어 해당 고압차단기에서 소비되는 전력을 계측할 수도 있고, 어느 하나의 고압차단기에 구성된 모듈형 디바이스(IED)에서 다른 고압차단기들의 소비전력을 계측할 수도 있다.
이때 상기 각각의 고압차단기들에 포함된 모듈형 디바이스(IED)는 상호간에 통신이 가능하며, 어느 하나의 고압차단기에 있는 모듈형 디바이스(IED)에서 다른 모듈형 디바이스(IED)로부터 계측된 소비전력 및 각종 정보(예 : 전류, 전압 등)를 모아서 한꺼번에 상위의 수단으로 출력할 수 있다.
상기 모듈형 디바이스(IED)는 인입 차단기용(또는 피더(Feeder) 차단기용)으로 설치되며, 해당 고압차단기반(110)의 모선전류와 전압 및 소비전력을 측정하여 상위 수단(예 : 전기적 제어 모니터링부)으로 전송한다.
상기 저압차단기반(120)은 다수의 저압차단기들로 구성된다.
상기 저압차단기반(120)에 구성되는 각각의 저압차단기들은 기중 차단기(ACB : Air Circuit Breaker)를 포함하고, 상기 기중 차단기(ACB)의 작동 시 소비되는 전력을 계측하고 수집하는 모듈형 디바이스(IED : Intelligent Electronic Device)를 포함한다.
상기 모듈형 디바이스(IED)는 각각의 저압차단기들에 각기 포함되어 해당 저압차단기에서 소비되는 전력을 계측할 수도 있고, 또는 어느 하나의 저압차단기에 구성된 모듈형 디바이스(IED)에서 다른 저압차단기들의 소비전력을 계측할 수도 있다.
이때 상기 각각의 저압차단기들에 포함된 모듈형 디바이스(IED)는 상호간에 통신이 가능하며, 어느 하나의 저압차단기에 있는 모듈형 디바이스(IED)에서 다른 저압차단기들에 있는 모듈형 디바이스(IED)로부터 계측된 소비전력 및 각종 정보(예 : 전류, 전압 등)를 모아서 한꺼번에 상위의 수단으로 출력할 수 있다.
상기 모듈형 디바이스(IED)는 인입 차단기용(또는 피더(Feeder) 차단기용)으로 설치되며, 해당 저압차단기반(120)의 모선전류와 전압 및 소비전력을 측정하여 상위 수단(예 : 전기적 제어 모니터링부)으로 전송한다.
상기 전기적 제어 모니터링부(210)는 ECMS(Electric Control monitoring System)로 구성될 수 있다.
상기 전기적 제어 모니터링부(210)는 상기 고압차단기반(110) 및 저압차단기반(120)에서 계측되어 출력된 소비전력 및 각종 정보들을 수신 및 수집하여 모니터링 할 수 있다. 또한 상기 전기적 제어 모니터링부(210)는 상기 고압차단기반(110) 및 저압차단기반(120)을 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다. 이때 상기 제어를 위한 신호를 출력하는 기능은 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있으므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 OPC(OLE for Process Control) 서버(310)는 상기 전기적 제어 모니터링부(210)에서 수집된 소비전력 및 각종 정보들을 총괄하여 수신 및 수집한다.
그리고 다른 OPC 서버(320)는 상기 전동기 제어반(130)에서 계측되어 수집된 소비전력 및 각종 정보들을 총괄하여 수신 및 수집한다.
상기 OPC 서버(310, 320)는 데이터가 어디에서 발생하고 전달되어 온 것인지를 명확하게 하여 상위의 수단(예 : 발전소 정보 관리 서버, 발전소 에너지 관리 서버)으로 전달할 수 있다.
상기 OPC 서버(310, 320)는 응급 상태에 대비하기 위하여(또는 통신 안정화를 위하여), 즉, 백업 및 예비 용도로 사용하기 위하여 듀얼(Dual) 방식으로 구성될 수 있다.
참고로, 상기 OPC는 프로세스 컨트롤 분야에서의 OLE(Object Linking and Embedding) 기술을 기반으로 클라이언트와 서버 사이에서 통신과 데이터의 변환을 위한 표준 메커니즘을 제공한다. 즉, 애플리케이션 간에 어떻게 데이터를 보내야하는 지를 정의한 표준 API 또는 기술 표준이라고 할 수 있다. 상기와 같이 OPC를 통해 통신의 표준화를 수행함으로써, 정보의 통합과 관리가 용이할 뿐만 아니라, 효율적인 업무지원 및 프로젝트 시간의 단축과 비용을 절감할 수 있도록 한다.
이때 상기 부하(예 : 고압차단기반, 저압차단기반)에서 계측된 소비전력 및 각종 정보들을 상위 수단에 전송하기 위한 통신 방식은 IEC-61850 규약을 이용할 수 있다.
상기 전동기 제어반(130)은 다수의 전동기 제어반 차단기(MCCB : Motor Control Center Breaker)로 구성된다.
상기 전동기 제어반(130)에 구성된 각각의 전동기 제어반 차단기(MCCB)는 지능형 제어 유니트(MCU : Micro Processor Based Control Unit)에 의해서 제어되거나 소비전력 및 각종 정보(예 : 전류, 전압 등)들이 측정될 수 있다.
상기 지능형 제어 유니트(MCU)는 각각의 전동기 제어반 차단기(MCCB)들에 각기 포함되어 해당 전동기 제어반 차단기(MCCB)에서 소비되는 전력을 계측할 수도 있고, 어느 하나의 전동기 제어반 차단기(MCCB)에 구성된 지능형 제어 유니트(MCU)에서 다른 전동기 제어반 차단기(MCCB)들의 소비전력 및 각종 정보들을 계측할 수도 있다.
이때 상기 각각의 전동기 제어반 차단기(MCCB)들에 포함된 지능형 제어 유니트(MCU)는 상호간에 통신이 가능하며, 어느 하나의 전동기 제어반 차단기(MCCB)에 포함된 지능형 제어 유니트(MCU)에서 다른 전동기 제어반 차단기(MCCB)들에 포함된 지능형 제어 유니트(MCU)로부터 계측된 소비전력 및 각종 정보(예 : 전류, 전압 등)를 모아서 한꺼번에 상위의 수단(예 : 통합 제어 모니터링부, 전동기 제어반 모니터링 서버)에 출력할 수 있다.
상기 전동기 제어반(130)에서 계측된 각각의 전동기 제어반 차단기(MCCB)들의 소비전력 및 각종 정보(예 : 전류, 전압 등)들은 네트워크 이중화 장치(131)를 통해서 상위의 수단(예 : 통합 제어 모니터링부, 전동기 제어반 모니터링 서버)으로 출력된다. 상기 네트워크 이중화 장치(131)는 데이터의 안정된 통신을 위하여 이중화 방식으로 작동된다.
이때 상기 부하(예 : 전동기 제어반)에서 계측된 소비전력 및 각종 정보들을 상위 수단으로 전송하기 위한 통신 방식은 Profibus-DP 규약을 이용할 수 있다.
그리고 상기 IEC-61850 규약 및 상기 Profibus-DP 규약을 이용한 데이터(예 : 소비전력, 전류, 전압 등) 전송은 광전송(Optical Fiber) 방식을 이용한다.
상기 통합 제어 모니터링부(220)는 ICMS(Intergrated Control & Monitoring System) 또는 PLC(Programmable Logic Controller)로 구성될 수 있다. 즉, 상기 통합 제어 모니터링부(220)는 DCS(Distributed Control System)의 기능에 제어설비의 기능이 포함된 ICMS로 구성되거나, 상기 PLC를 이용해 제어설비의 기능이 포함되도록 구성될 수 있다. 상기 통합 제어 모니터링부(220)에 ICMS가 적용될 경우, 상기 PLC 없이 모든 설비가 주제어설비인 상기 DCS에서 운전될 수 있다. 즉, 기존에 상기 PLC에서 단독으로 운전되던 것들이 상기 DCS에 통합되어 운전될 수 있다.
상기 통합 제어 모니터링부(220)를 통해서 전체설비(예 : 전동기 제어반)의 종합감시가 가능하며, 설비운전의 신뢰도를 향상시킬 수 있고, 건설공사비 및 운전유지비용을 절감할 수 있도록 한다.
상기 통합 제어 모니터링부(220)는 상기 전동기 제어반(130)에서 계측되어 출력된 소비전력 및 각종 정보들을 모니터링 할 수 있도록 수신 및 수집하여 상위의 수단(예 : OPC 서버)으로 전송한다. 또한 상기 통합 제어 모니터링부(220)는 상기 전동기 제어반(130)을 제어하기 위한 신호를 출력할 수 있다. 이때 상기 전동기 제어반(130)을 제어하기 위한 신호를 출력하는 기능은 본 발명의 요지를 벗어나므로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 전동기 제어반 모니터링 서버(230)는 상기 전동기 제어반(130)에서 계측되어 출력된 소비전력 및 각종 정보들을 수집하여 모니터링이 용이한 형태로 가공한다.
상기 전동기 제어반 모니터링부(240)는 상기 전동기 제어반 모니터링 서버(230)에서 가공되어 출력된 상기 전동기 제어반(130)의 소비전력 및 각종 정보들을 모니터링 한다.
상기 전동기 제어반 모니터링 서버(230) 및 상기 전동기 제어반 모니터링부(240)는 상기 전동기 제어반(130)의 소비전력을 모니터링하기 위한 별도의 계통을 형성한다.
상기 OPC 서버(320)는 상기 전동기 제어반(130)에서 계측되어 수집된 소비전력 및 각종 정보들을 총괄하여 수신 및 수집한다.
그리고 상기 OPC 서버(310)에서 최종적으로 수집된 고압차단반(110) 및 저압차단반(120)의 소비전력 및 각종 정보들과, 다른 상기 OPC 서버(320)에서 수집된 전동기 제어반(130)의 소비전력 및 각종 정보들은 상기 발전소 정보 관리부(410) 및 발전소 에너지 관리 서버(420)로 전송된다.
상기 각각의 OPC 서버(310, 320)에서 전송되는 데이터(즉, 소비전력 및 각종 정보들)는 스위칭 허브(미도시)를 통해 스위칭 되어 상기 발전소 정보 관리부(410) 및 발전소 에너지 관리 서버(420)로 전송될 수 있다.
상기 발전소 정보 관리 서버(410)는 PIMS(Plant Information Management System) 서버로 구성될 수 있다.
상기 발전소 정보 관리 서버(410)는 효율적인 운전 정보의 관리와 추세 분석을 수행할 수 있다. 상기 발전소 정보 관리 서버(410)는 상기 OPC 서버(310, 320)로부터 전송받은 상기 데이터(즉, 소비전력 및 각종 정보들)를 수집, 저장, 가공, 검색, 조작, 및 분석하고 재현할 수 있다.
상기 발전소 에너지 관리 서버(420)는 PEMS(Plant Energy Management System) 서버로 구성될 수 있다.
상기 발전소 에너지 관리 서버(420)는 상기 OPC 서버(310, 320)로부터 전송받은 상기 데이터(즉, 소비전력 및 각종 정보들)를 수집 및 분석하여 에너지 사용 효율을 개선한다. 그리고 에너지 사용량, 설비운전 현황 등을 관리한다.
상기 발전소 에너지 관리 서버(420)는 상기 발전소 정보 관리 서버(410)로부터 가공되거나 조작, 분석된 데이터를 전달받아 이를 소비전력 관리에 적합한 데이터 형태로 재가공할 수 있다.
예컨대 상기 발전소 에너지 관리 서버(420)는 발전소의 소비전력에 관련된 데이터에 대해서 과거의 추이 분석 및 현재의 상태를 실시간으로 모니터링하거나 예측할 수 있도록 한다. 또한 운전원이 알아보기 쉽도록 그래픽 형태로 가공하여 출력할 수 있으며, 주기적인 이벤트(예 : 기준 이상의 전력 소비)의 발생 시 로그(Log) 기록을 자동이나 수동으로 생성할 수 있고, 상기 소비전력에 영향을 줄 수 있는 정보(예 : 부하의 사용이나 정지 횟수, 날짜, 시간 등)를 추가로 수집하여 통계와 예측이 가능하도록 한다. 또한 인터넷 웹 페이지를 통해서 상기 데이터를 출력할 수 있도록 함으로써 발전소의 중앙제어실 뿐만 아니라 외부에서 컴퓨터나 스마트폰을 이용하여 확인할 수 있도록 할 수 있다.
상기 발전소 에너지 관리 서버(420)는 상기 부하(예 : 고압차단기반, 저압차단기반, 전동기 제어반)의 소비전력 및 각종 정보(예 : 전압, 전류 등)를 수집하여 소비전력 관리에 필요한 가용 데이터로 전환하고, 그 가용 데이터를 데이터베이스로 저장함으로써 부하별 소비전력 트렌드(또는 소비 패턴)를 분석할 수 있도록 한다. 또한 부하별 소비 패턴을 바탕으로 에너지 사용량을 예측할 수 있도록 하며, 에너지 사용 절감을 위한 리포팅(예 : 알람, 메시지 출력 등)을 수행할 수 있도록 한다.
상기 발전소 소비전력 관리부(510)는 상기 발전소 에너지 관리 서버(420)에서 수집, 분석, 조작, 및 가공된 데이터를 모니터링 하거나, 운전원이 모니터링 할 수 있는 사용자 인터페이스로 출력한다.
이에 따라 상기 발전소 소비전력 관리부(510)는 상기 발전소 에너지 관리 서버(420)에서 가공하여 출력한 데이터를 바탕으로 사전 설정된 제한값(Limit)을 벗어날 경우 발전소 운전원에 경보를 출력하거나, 과거와 현재 시간대의 데이터 비교 분석을 통한 발전 효율 향상에 기여할 수 있도록 하며, 건물별, 에너지원별, 계량기별 등 다양한 통계 분석이 가능하게 하고, 취득한 데이터의 변화 분석을 통해 기간별(일/월/년) 에너지 분석도 가능하게 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전소용 소비전력 관리 시스템의 다른 구성을 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 발전소용 소비전력 관리 시스템은, 도 1에 도시된 구성과 크게 다르지 않으므로 그 구성에 대한 설명은 생략하고, 도 1에 도시된 구성과의 차이점에 대해서만 설명한다.
도 2를 참조하면, 상기 발전소용 소비전력 관리 시스템은, 상기 IEC-61850 규약 및 상기 Profibus-DP 규약을 이용한 데이터(예 : 소비전력, 전류, 전압 등) 전송뿐만 아니라, 기존에 설치된 하드와이어를 통해서도 데이터를 수집할 수 있다. 특히 상기 하드와이어를 통해서 고압차단기반(110)과 저압차단기반(120)의 제어가 가능하다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 고압차단기반 120 : 저압차단기반
130 : 전동기 제어반 210 : 전기적 제어 모니터링부
220 : 통합 제어 모니터링부 230 : 전동기 제어반 모니터링 서버
240 : 전동기 제어반 모니터링부 310, 320 : OPC 서버
410 : 발전소 정보 관리 서버 420 : 발전소 에너지 관리 서버
510 : 발전소 소비전력 관리부

Claims (10)

  1. 발전소의 부대설비에서 소비되는 전력 및 상기 전력에 관련된 각종 정보들을 계측하고 수집하는 모듈형 디바이스;
    상기 모듈형 디바이스를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수신 및 수집하는 전기적 제어 모니터링부;
    상기 전기적 제어 모니터링부를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수집하고, 상기 전력 및 각종 정보들이 어디에서 발생하고 전달되어 온 것인지를 명확하게 하는 OPC(OLE for Process Control) 서버;
    상기 OPC 서버로부터 전력 및 각종 정보들을 수집, 저장, 가공, 검색, 조작, 및 분석하고 재현하는 발전소 정보 관리 서버;
    상기 OPC 서버나 상기 발전소 정보 관리 서버 중 어느 하나로부터 수집되거나 가공 또는 조작된 전력 및 각종 정보들을 전송받아 소비전력 관리에 적합한 데이터 형태로 재가공하는 발전소 에너지 관리 서버; 및
    상기 발전소 에너지 관리 서버에서 수집, 분석, 조작, 및 가공된 데이터를 모니터링 하거나, 운전원이 모니터링 할 수 있는 사용자 인터페이스로 출력하는 발전소 소비전력 관리부;를 포함하되,
    상기 부대설비는 고압차단기반 또는 저압차단기반 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부대설비가 전동기 제어반인 경우, 상기 전동기 제어반에서 소비되는 전력 및 상기 전력에 관련된 각종 정보들을 계측하고 수집하여 출력하는 네트워크 이중화 장치;
    상기 네트워크 이중화 장치를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수신 및 수집하여 출력하는 통합 제어 모니터링부; 및
    상기 통합 제어 모니터링부를 통해 수집된 전력 및 각종 정보들을 수집하고, 상기 전력 및 각종 정보들이 어디에서 발생하고 전달되어 온 것인지를 명확하게 하여 상기 발전소 정보 관리 서버 또는 상기 발전소 에너지 관리 서버 중 적어도 어느 하나로 전송하는 OPC 서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 통합 제어 모니터링부는,
    ICMS(Intergrated Control & Monitoring System) 또는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부대설비가 전동기 제어반인 경우, 상기 전동기 제어반에서 소비되는 전력 및 상기 전력에 관련된 각종 정보들을 수집하여 모니터링이 용이한 형태로 가공하는 전동기 제어반 모니터링 서버; 및
    상기 전동기 제어반 모니터링 서버에서 가공되어 출력된 상기 전동기 제어반의 소비전력 및 각종 정보들을 모니터링 하는 전동기 제어반 모니터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 모듈형 디바이스는,
    IED(Intelligent Electronic Device)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전기적 제어 모니터링부는,
    ECMS(Electric Control monitoring System)를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 OPC 서버는,
    데이터의 안정적인 전송을 위하여 백업 및 예비 용도로 사용할 수 있도록 듀얼(Dual) 방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 부대설비에서 계측된 소비전력 및 각종 정보들을 전송하기 위한 통신 방식으로서, IEC-61850 규약, Profibus-DP 규약, 및 하드와이어 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 발전소 정보 관리 서버는,
    PIMS(Plant Information Management System) 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 발전소 에너지 관리 서버는,
    PEMS(Plant Energy Management System) 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 소비전력 관리 시스템.
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