KR20160061762A

KR20160061762A - Iec 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼

Info

Publication number: KR20160061762A
Application number: KR1020140164565A
Authority: KR
Inventors: 정재기
Original assignee: 한빛이디에스(주)
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2016-06-01

Abstract

본 발명은 변전소 CMD(Condition Monitoring and Diagnosis)를 위한 유니버설 센서 노드 플랫폼에 관한 것으로 보다 상세하게는, IEC 61850-90-3 상의 센서 노드 및 터미널 노드 용으로 사용될 때 IEC 61850에 정의되지 않은 임의의 로지컬 로드를 추가할 수 있어 확장성을 가지는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼에 관한 것이다. 본 발명은 센서 노드 플랫폼이 IEC 61850 상의 터미널 노드로 동작하도록 설정하는 제 1 설정 정보, IEC 61850 상의 센서 노드로 동작하도록 설정하는 제 2 설정 정보 및 임의 노드로 동작하도록 설정하는 제 3 설정 정보 중 선택된 어느 하나를 사용하는 것에 의해, 확장성을 가지게 할 수 있다.

Description

IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼{IEC 61850 SCALABLE UNIVERSAL SENSOR NODE PLATFORM}

본 발명은 변전소 CMD(Condition Monitoring and Diagnosis)를 위한 유니버설 센서 노드 플랫폼에 관한 것으로 보다 상세하게는, IEC 61850-90-3 상의 센서 노드 및 터미널 노드 용으로 사용될 때 IEC 61850에 정의되지 않은 임의의 로지컬 로드를 추가할 수 있어 확장성을 가지는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼에 관한 것이다.

전력인프라는 주로 변압기, 차단기 등 전력기기들로 이루어져 있는데, 대전력을 다룸으로써, 매우 가혹한 운전환경 조건에 놓이게 되며 고장 등 실패상황들은 대개 큰 손실비용을 가져오게 된다.

따라서 위험요소들에 대한 정보를 이용하여 상태감시진단(CMD)을 지속적으로 수행함으로써 실패상황이 현실적으로 발생하기 전에 관리자가 대처하는 것이 요구된다.

기존 전력기기들에 가스분석, 온라인 감시장치 등 여러 예측보전 수단들이 적용되었으나 너무 비싸고 효과가 애매하여, 예측수단의 고도화가 필요하게 되었다. 그런데, 제조사 규격에 따라 각기 다른 복잡한 IT화 장치들은 상호운용성 곤란 문제를 발생시켰다.

이와 같은 문제에 대하여 해법수단으로, ‘유니버설 센서 플랫폼’ 도입과 ‘표준화’를 통한 해결이 논의되고 있다.

유니버설 센서노드 플랫폼은 공통요소들을 찾아 유니버설하게 적용함으로써 상호운용성, 기능성, 효율성, 적용성, 경제성을 동시에 추구하는 것이다. 이러한 유니버설화가 가능한 것은 변전소 상태감시진단(CMD)분야에 있어서 센서노드의 환경요소인 고전압 대전력 극한환경과 기능요소인 검출정보 획득·전송기능이 모든 센서노드에 공통적으로 요구되기 때문이다.

한편, 스마트그리드의 세부 분야별 표준화 추진 동향을 살펴보면 IEC/ISO, IEEE 등의 표준화 단체의 결정을 따르는 경향이 있는데, 상태감시진단(CMD)분야는 2007년 한국에서 열린 IEC TC 57 WG 10 국제표준화회의에서 한국이 주도적으로 표준화의 필요성을 주장하고 IEC가 승인하여 IEC 61850-90-3를 할당받아 상태감시진단(CMD) 분야의 표준화가 진행되게 되었다.

도 1은 CMD 수행을 위한 국제표준인 IEC 61850-90-3 표준이 제안하는 통신 체계도이다. IEC 61850-90-3에 따른 센서 노드(100)는 연결된 센서로부터 데이터를 취득하여 이로부터 트랜스듀서 로지컬 노드(T LNs)에 해당하는 값을 생성하여 IEC 61850 터미널(300)로 전송하는 역할을 수행한다. 상기 트랜스듀서 로지컬 노드에 해당하는 값은 센서측정치나 측정율 등을 수치화한 값에 한정되며 슈퍼비젼 노드(S LNs)에 해당하는 경보나 표준화된 결과는 포함하지 않는다. IEC 61850-90-3 TR 문서에 따르면, 센서 노드와 IEC 61850 터미널간의 통신수단(200)은 Zigbee, Bluetooth, 유선 등 필요한 임의의 통신 방식을 채택해도 된다. IEC 61850 터미널(300)에서는 자체적으로 생성한 슈퍼비젼 노드와 관련된 값과 상기 센서 노드(100)로부터 도달한 트랜스듀서 로지컬 노드에 해당하는 값을 병합한 데이터들을 IEC 61850-7-4에 정의되어 있는 로지컬 노드에 따른 데이터 형식으로 변환한 후 IEC 61850 이더넷 게이트(400)를 통하여 지역단위제어센터(500)로 전송한다.

다만, IEC 61850은 1995년에 시작된 표준화 프로젝트로서 수 차례의 개정을 통해서 진화되고 있으며 종결 시점을 섣불리 예상할 수 없는 특징을 가지고 있다. 실제로, IEC 61850-90-3에서 센서노드와 IEC 61850 터미널간의 통신방식도 IEEE 1451 등의 규격이 마련되고 있으며 IEC 61850 터미널 노드와 IEC 61850 이더넷 게이트 간의 통신도 무선의 도입가능성이 고려되고 있다. 이와 같은 상황에서 유니버설 센서 노드 플랫폼에 IEC 61850 터미널 노드의 기능을 도입하는 것은 61850 터미널 노드와 IEC 61850 간의 통신 방식이 다양화 될 가능성을 대비하는 점에서 타당성이 있다. 게다가, 전력기기 주변에 있는 상태 감시 진단 장비는 전력수급이 용이하여 연산 및 통신을 위한 전력 소모의 제한이 크지 않다는 환경적 요인과 IEC 61850의 통신 프로토콜 가운데 상태감시진단(CMD) 장비가 주로 사용하는 MMS 프로토콜은 상용의 무선 LAN 방식으로 구현 가능하다는 기술적 요인도 유니버설 센서 노드 플랫폼에 IEC 61850 터미널 노드의 기능을 도입할 수 있는 이유로 작용한다.

전술한 바와 같이 상태감시진단(CMD)분야에서 IEC 61850-90-3 도입에 따른 유니버설 센서 노드 플랫폼은 센서노드와 IEC 61850 터미널 노드 간의 통신체계를 마련하고 다른 IEC 61850 전자기기와의 호환성을 확보하는 관점에서 접근해야 한다.

또한, 유니버설 센서 노드 플랫폼은 IEC 61850-90-3 표준이 제안하는 사용 례(USE CASE)에 새로운 경우가 추가된다면 이를 구현하기 위한 새로운 로지컬 노드를 추가하거나 표준에 채택되기 이전이라도 제조사가 임의로 추가한 로지컬 로드를 처리 할 수 있는 확정성을 가질 필요가 있다.

1. IEC 61850-90-3 DTR

이에 본 발명은 IEC 61850-90-3 상의 센서 노드 및 터미널 노드 용으로 사용될 때 IEC 61850에 정의되지 않은 임의의 로지컬 로드를 추가할 수 있어 확장성을 가지는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼은 기 설정된 방식으로 연결된 센서로부터 센싱값을 취득하는 취득부; IEC 61850 상의 터미널 노드로 동작하도록 설정하는 제 1 설정 정보, IEC 61850 상의 센서 노드로 동작하도록 설정하는 제 2 설정 정보 및 임의 노드로 동작하도록 설정하는 제 3 설정 정보 중 선택된 어느 하나를 사용해 상기 취득된 데이터에 대한 로지컬 노드 정보를 생성하고 상기 생성된 로지컬 노드 정보를 상기 통신부를 통해 상위 노드로 전송하는 제어부; IEC 61850 상의 터미널 노드에 대응한 제 1 통신 규격, 상기 IEC 61850 상의 센서 노드에 대응한 제 2 통신 규격, 상기 임의 노드에 대응한 제 3 통신 규격을 모두 구비한 통신부를 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 통신 규격, 제 2 통신 규격 및 제 3 통신 규격은 상호 중복된 통신 규격을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 제 1 설정정보는 IEC 61850에서 규정하는 복수의 T LNs(transducer logical node) 및 S LNs(supervision logical node) 중 적어도 어느 하나에 대한 데이터 구조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신부는 통신 규격으로 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 규격이 탑재된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제 2 설정정보는 IEC 61850에서 규정하는 복수의 T LNs(transducer logical node) 중 적어도 어느 하나에 대한 데이터 구조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신부는 통신 규격으로 PAN, 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 규격이 탑재될 수 있다.

또한, 상기 제 3 설정정보는 복수의 A LNs(Arbitrary logical node) 중 적어도 어느 하나에 대한 데이터 구조를 포함할 수 있다.

또한, 상기 통신부는 복수의 통신 모듈을 포함하고, 상기 복수의 통신 모듈 중 제 1 통신 모듈은 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 통신 규격이 탑재되고, 상기 복수의 통신 모듈 중 제 2 통신 모듈은 PAN 규격이 탑재되며, 상기 제 1 설정 정보, 상기 제 2 설정 정보 및 상기 제 3 설정 정보는 상기 복수의 통신 모듈 중 어느 하나를 상기 로지컬 노드 정보 전송을 위한 통신 모듈로 선택하는 정보를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 설정 정보를 사용해 상기 취득된 데이터에 대한 로지컬 노드 정보를 생성하는 경우, 상기 제 1 설정 정보는 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 규격이 탑재된 통신 모듈 만을 선택하는 정보일 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 IEC 61850 상의 터미널 노드로 동작하도록 설정하는 제 1 설정 정보, IEC 61850 상의 센서 노드로 동작하도록 설정하는 제 2 설정 정보 및 임의 노드로 동작하도록 설정하는 제 3 설정 정보 중 선택된 어느 하나를 사용해 상기 취득된 데이터에 대한 로지컬 노드 정보를 생성하고 상기 생성된 로지컬 노드 정보를 상기 통신부를 통해 상위 노드로 전송하는 것에 의해, IEC 61850-90-3 상의 센서 노드 및 터미널 노드 용으로 사용될 때 IEC 61850에 정의되지 않은 임의의 로지컬 로드를 추가할 수 있어 확장성을 가지는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 전력 설비 CMD를 위한 일반적인 국제표준인 IEC 61850-90-3 표준이 제안하는 통신 체계도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 . IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서 노드 플랫폼의 구성을 간단히 나타낸 도면이다
도 3은 IEC 61850-90-3에서 TUHF(UHF Sensor)와 SPDC(Partial Discharge)의 로지컬 노드를 나타낸다.
도 4는 IEC 61850 데이터 구조를 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

먼저, 첨부된 도 2를 참고하여, 본 발명이 적용되는 IEC 61850 기반 유니버설 센서 노드 플랫폼에 대하여 설명한다. 유니버설 센서 노드 플랫폼은 전압, 온도, 압력, PD방전 등을 센싱하는 다양한 센서모듈을 장착하여 CMD 수행을 위한 센서노드의 역할을 수행할 수 있는 플랫폼을 의미하는데, IEC 61850 기반 유니버설 센서 노드 플랫폼은 도 1에 나타난 일반적인 국제표준인 IEC 61850-90-3 표준이 제안하는 통신체계도에서 센서노드(100)의 플랫폼을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IEC 61850 기반 유니버설 센서노드 플랫폼은 제어부(110), 통신부(120) 및 취득부(130) 등을 포함한다.

후술하는 과정에서 트랜스듀서 로지컬 노드(T LNs)는 센서가 직접 측정한 표본값(sampled value), 표본화율(sampling rate), 외부장비상태(external equipment health) 등과 관련해서 IEC 61850-90-3 표준에 규정된 로지컬 노드를 의미하여, 슈퍼비젼 로지컬 노드(S LNs)는 측정값(measured value), 경고(warning), 비상(alarm), 경고수준(warning level), 비상수준(alarm level) 등과 관련해서 IEC 61850-90-3 표준에 규정된 로지컬 노드를 의미한다.

도 3은 IEC 61850-90-3 표준에서 부분방전 모델링(PD monitoring modeling)에 있어서 사용되는 UHF 센서를 위한 로지컬 노드(TUHF)와 부분방전 감시진단(SPDC)을 위한 로지컬 노드에 대한 테이블이다. 여기에서 트랜스듀서 로지컬 노드는 UHF signal를 나타내기 위한 data opject인 UhfSv, 외부장비상태를 나타내는 data object인 EEhealth 이며, 음성수준을 나타내는 AcuPasch 등과 같이 대다수는 측정치로서 슈퍼비젼 로지컬 노드에 해당한다.

IEC 61850-90-3 표준에서 규정된 사용 례(USE CASE)는 GIS(Gas Insulated Switchgear), Transformer, Load Tap Changer, Under Ground Cable (UGC), Transmission Line(TL), Auxiliary Power System 등의 6개로 규정되어 있고, 이러한 사용 례(USE CASE)에 사용되는 로지컬 로드만이 표준으로 제정되어 있다. 하지만, 풍력발전소, 파력발전기, 태양광발전소, 원자력발전소 등 많은 영역에서 상태감시진단(CMD)가 활용될 예정이고, 이에 따라 IEC 61850-90-3에 규정되지 않은 사용례(USE CASE)에서 유니버설 센서노드 플랫폼을 사용될 것으로 예측되고 있다. 따라서 이와 같은 경우에는 유니버설 센서노드 플랫폼이 국제 변전소 자동화 표준인 IEC 61850에 호환성을 가지기 위해서는 IEC 61850 기반의 로지컬 노드의 행태를 가지지만, IEC 61850에 로지컬 노드로 정의되지 않은 임의의 로지컬 노드(A LNs : Arbitrary logical node )가 존재하게 된다. 실제로, 풍력발전의 경우에는 국제기구에서 블레이드의 안전성을 위한 표준이 구체화 되어 있고, 원자력이나 수력발전에서도 마찬가지로 표준의 제정이 진행되고 있다. 여기서, 용어 “임의의 로지컬 노드”는 IEC 61850 상에 규정된 로지컬 노드 형태 외에 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 현재 상용화된 진단 시스템에서 센서 노드와 터미널 노드 간에 통신하기 위한 진단 시스템에서 사용되는 데이터 구조(예를 들어, ㈜한빛EDS 진단 시스템 상의 센서 노드와 터미털 노드 간 통신하기 위한 진단 시스템에서 사용되는 구조)일 수 있다. 즉, 본 발명의 유니버설 센서 노드 플랫폼은 IEC 61850 기반의 로지컬 노드의 행태를 가지지만 IEC 61850에 로지컬 노드로 정의되지 않은 로지컬 노드, IEC 61850 상에 규정된 로지컬 노드 형태와는 다른 형태이며 센서 노드와 터미널 노드 간에 통신하기 위한 진단 시스템에서 사용되는 로지컬 노드 및 IEC 61850 상에 정의된 로지컬 노드에 대해 확장성을 가질 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 유니버설 센서노드 플랫폼에 로지컬 노드를 메모리로 할당함에 있어서도 일반적인 IEC 61850 표준에 따른 IED 설치과정에서처럼 IEC 61850 시스템 구성프로그램(system configurator)과 IED 구성프로그램(IED Configurator)을 통하여 CID 파일을 생성하고, 이 CID 파일을 참조하여 도 4와 같은 IEC 61850 기본정보모델의 행태로 메모리에 할당한다. 도 4에 나타난 바와 같이, IEC 61850 데이터 구조는 PD(Physical Device)-LD(Logical Device)-LN(Logical Node)-Data Class- Data Attribute와 같은 계층 구조를 가지는데, 여기서 PD는 실제적인 물리적 설비를 나타내는 엔티티로 적어도 하나 이상의 LD를 수용하는 시스템의 네트워크 주소가 될 수 있다. LD는 변전소에 설치되는 하나의 장치를 나타내는 엔티티로 몇 번째 릴레이와 같은 정보가 될 수 있다. PD와 LD는 센서 노드를 설치하는 시스템에 의해 임의로 설정될 수 있으며, 상태감시진단(CMD)의 경우에는 IEC 61850 터미널이 속한 위치를 지정해주는 정보가 된다. LN은 일련의 전형적인 변전소 기능을 나타내는 엔티티로서 IEC 61850기반의 상태감시진단(CMD)의 경우에는 IEC 61850-90-3에서 정의된 로지컬 노드를 주로 사용한다. Data Class는 IEC 61850-7-4에 정의된 것으로, LN의 값을 저장하는 변수들이라고 할 수 있다.

도3, 도4는 예시에 불과하고 본 발명에 따른 유니버설 센서 노드 플랫폼에서 사용하는 로지컬 노드의 종류가 여기에 도시한 로지컬 로드에 제한되는 것은 아니다.

제어부(110)는 제 1 설정정보, 제 2 설정정보 또는 제 3 설정정보 가운데 하나가 규정하는 프로그램을 실행하고 상기의 로지컬 노드 정보를 상위노드로 전송하는 명령을 실행하는 장치이다. 이것은 중앙처리장치로서의 마이크로프로세서와 제 1 설정정보, 제 2 설정정보 또는 제 3 설정정보에 해당하는 프로그램을 저장하고 이를 구동하기 위한 운영체제 프로그램이 저장되어 있는 메모리 등을 포함하여 구성된다. 제 1 설정정보의 기능을 수행하는 경우에는 통신부(120)의 다양한 통신 모듈 가운데 이더넷 또는 무선 LAN이 선택되지 않을 때는 설치가 불가하다는 신호를 발생시키거나 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나가 선택되도록 제약하는 과정을 제어부(110)는 포함할 수 있다.

제 1 설정정보는 유니버설 센서노드 플랫폼이 IEC 61850-90-3 표준에서 제안하는 IEC 61850 터미널 노드(300)의 기능을 수행할 수 있게 하는 프로그램일 수 있다.

IEC 61850 표준안에 따르면 IEC 61850 터미널 노드(300)는 센서로부터 취득한 센싱값을 트랜스듀서 로지컬 노드에 할당하고 IEC 61850-90-3에 규정된 프로세스에 따라 슈퍼비젼 노드의 값을 생성하고 최종적으로는 IEC 61850 통신프로토콜에 따른 방식으로 IEC 61850 이더넷 게이트(400)와 통신하는 기능을 가져야 한다.

따라서 제 1 설정정보는 트랜스듀서 로지컬 노드와 관련된 데이터 값이 센서모듈 등에서 생성되고 이 값을 취득부(130)를 통해서 전달받으면 이를 트랜스듀서 로지컬 노드의 형태로 저장하고 이를 이용하여 슈퍼비젼 노드의 값에 해당하는 상태감시진단(CMD)의 결과를 생성하여 슈퍼비젼 노드의 형태로 저장하는 일련의 프로그램과 IEC 61850 통신 프로토콜의 일부 또는 전부로 구성될 수 있다.

IEC 61850 통신 프로토콜은 Sampled Values, GOOSE(Generic Object Oriented Substation Event), MMS(Manufacturing Messaging Specification), GSSE(Generic Substation Status Event)을 포함하고 있으며, 이 프로토콜 전부를 수행하기 위해서는 IEC 61850 표준에 의할 때 이더넷(ISO/IEC 8802-3)이 구비되어 있어야 한다. 하지만, IEC 61850-90-3에 정의된 기능에 한정하여 IEC 61850 통신 프로토콜을 수행하는 경우에는 TCP/IP에 기반하여 통신프로토콜이 수행되는 MMS(Manufacturing Messaging Specification)만이 사용되므로 TCP/IP에 기반한 무선랜 등에 의해서도 수행이 가능하다. 따라서 IEC 61850 통신 프로토콜 가운데 MMS만을 수행하는 경우에는 OSI 7계층 가운데 세션계층(Session layer), 표현계층(Presentation layer), 응용계층(Application layer)에서 구현되는 프로그램을 제 1 설정정보가 포함하거나 IEC 61850전체 프로토콜을 수행하는 경우에는 Sampled Values와 GOOSE에 해당하는 프로토콜에 대해서는 오류가 발생하지 않도록 따로 관리하는 프로그램을 제 1 설정정보에 포함시킬 수 있다.

제 2 설정정보는 유니버설 센서노드 플랫폼이 IEC 61850-90-3 표준에 따른 센서노드(100)의 기능을 수행할 수 있게 하는 프로그램일 수 있다.

IEC 61850-90-3에 따른 센서노드(100)의 기능을 수행할 때는 트랜스듀서 로지컬 노드와 관련된 데이터 값이 센서모듈 등에서 생성되면 이 값을 IEC 61850 터미널(300)로 임의의 통신규격으로 전송하는 기능을 가져야 한다.

따라서 제 2 설정정보(112)는 트랜스듀서 로지컬 노드의 값을 IEC 61850 터미널(300)에 전송하기 위하여 통신부(120)가 수행할 수 있는 기 설정된 임의의 통신 프로토콜을 실행하도록 결정하는 세팅값으로 구성된다. 상기 임의의 통신 프로토콜은 IEC 61850-90-3 표준안에 따를 때 PAN(Personal Area Network, 예를 들어, Zigbee, Bluetooth), 적외선 통신, 유선(예를 들어 이더넷), 무선랜(예를 들어, 와이파이) 등에 한정되지 않고 상황에 적합한 어떠한 방식으로도 선택 가능하고, 따라서 IEC 61850 터미널(300)을 제조하는 회사와 센서노드(100)를 제조하는 회사 사이의 협의로 결정 되어질 수 있다.

제 3 설정정보는 유니버설 센서노드가 IEC 61850에 로지컬 노드로 정의되지 않은 임의의 로지컬 노드 (A LNs : Arbitrary logical node )에 관련되는 데이터에 대해서 센서노드(100)나 IEC 61850 터미널 노드(300)의 기능을 수행할 수 있도록 제어부(110)을 동작하게 하는 프로그램과 통신부(120)가 수행할 수 있는 통신프로토콜을 지정하는 세팅값을 포함할 수 있다. 제 3 설정정보에 따라 제어부가 IEC 61850 터미널 노드(300)의 기능을 수행하는 경우에는 통신부(120)의 다양한 통신 모듈 가운데 이더넷 또는 무선 LAN이 선택되지 않을 때는 설치가 불가하다는 신호를 발생시키거나 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나가 선택되도록 제약하는 과정을 제어부(110)는 포함할 수 있다. 상기 임의의 로지컬 노드(A LNs : Arbitrary logical node )가 IEC 61850에 해당하지 않는 경우에는 IEC 61850의 표준 통신프로토콜로는 이 값을 확인하지 못할 수 있어, 제 3 설정정보에 따라 제어부가 동작할 경우에는 유니버설 센서노드에 존재하는 임의의 로지컬 노드값(A LNs : Arbitrary logical node )을 확인하기 위한 별도의 장치가 필요할 수 있다. 다만, 제 3 설정정보에 따라 제어부가 동작하는 경우에도 IEC 61850 표준에 해당하는 로지컬 노드에 관한 데이터는 IEC 61850 표준 통신프로토콜을 수행하는 장치 만으로도 확인이 가능할 수 있다.

통신부(120)는 IEEE 802.11 계열의 무선 LAN, 이더넷, Bluetooth나 Zigbee와 같은 PAN 등의 다양한 유무선의 통신규격을 수행할 수 있는 복수의 통신모듈을 포함한 장치로서, 적어도 하나의 TCP/IP 방식의 통신을 수행할 수 있는 통신모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 특히 제 1 설정정보의 기능을 수행하기 위해서는 전술한 바와 같이 IEC 61850의 MMS(Manufacturing Messaging Specification) 프로토콜을 수행할 수 있어야 하기 때문에 이더넷이나 무선랜 중 어느 하나의 규격이 탑재되는 것이 필요할 수 있다.

취득부(130)는 센서의 센싱값을 취득하기 위한 인터페이스로서 센서모듈의 형태나 센싱값 수집 방식에 따라 결정되어 질 수 있다. 유니버설 센서노드 플랫폼에 센서가 바로 연결되는 방식의 경우에는 단순한 도선의 연결일 수도 있으며, 다른 센서노드로부터 트랜스듀서 로지컬노드에 해당하는 센싱 값을 수신받는 방식의 경우에는 통신부(120)에 구비하고 있는 통신방식에 한하여 센싱값 취득이 가능하다.

유니버설 센서 노드 플랫폼은 센서 노드 제조자, 설치자 등에 의해 제공되는 노드 설정 정보 및 터미널 노드 설정 정보를 수신하여 센서 노드 및 터미널 노드 중 어느 하나로 설정되어 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 설치 후에도 외부 기기의 명령(예를 들어, 상위 노드로부터의 명령)에 의해 제공되는 센서 노드 설정 정보 및 터미널 노드 설정 정보를 수신하여 유니버설 센서 노드 플랫폼은 새로이 센서 노드 및 터미널 노드 중 어느 하나로 설정될 수 있다.

100 : IEC 61850-90-3에 따른 센서 노드
110 : 제어부
120 : 통신부
130 : 취득부
200 : 센서노드와 IEC 61850 터미날 노드간의 통신수단
300 : IEC 61850 터미널
400 : IEC 61850 이더넷게이트
500 : 지역단위제어센터

Claims

기 설정된 방식으로 연결된 센서로부터 센싱값을 취득하는 취득부;
IEC 61850 상의 터미널 노드로 동작하도록 설정하는 제 1 설정 정보, IEC 61850 상의 센서 노드로 동작하도록 설정하는 제 2 설정 정보 및 임의 노드로 동작하도록 설정하는 제 3 설정 정보 중 선택된 어느 하나를 사용해 상기 취득된 데이터에 대한 로지컬 노드 정보를 생성하고 상기 생성된 로지컬 노드 정보를 상기 통신부를 통해 상위 노드로 전송하는 제어부; 및
IEC 61850 상의 터미널 노드에 대응한 제 1 통신 규격, 상기 IEC 61850 상의 센서 노드에 대응한 제 2 통신 규격, 상기 임의 노드에 대응한 제 3 통신 규격을 모두 구비한 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제1항에 있어서,
제 1 통신 규격, 제 2 통신 규격 및 제 3 통신 규격은 상호 중복된 통신 규격을 포함하는 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 제 1 설정정보는 IEC 61850에서 규정하는 복수의 T LNs(transducer logical node) 및 S LNs(supervision logical node) 중 적어도 어느 하나에 대한 데이터 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제3항에 있어서,
상기 통신부는 통신 규격으로 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 규격이 탑재된 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 제 2 설정정보는 IEC 61850에서 규정하는 복수의 T LNs(transducer logical node) 중 적어도 어느 하나에 대한 데이터 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 통신부는 통신 규격으로 PAN, 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 규격이 탑재된 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제1항에 있어서,
상기 제 3 설정정보는 복수의 A LNs(Arbitrary logical node) 중 적어도 어느 하나에 대한 데이터 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제3항에 있어서,
상기 통신부는 복수의 통신 모듈을 포함하고,
상기 복수의 통신 모듈 중 제 1 통신 모듈은 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 통신 규격이 탑재되고,
상기 복수의 통신 모듈 중 제 2 통신 모듈은 PAN 규격이 탑재되며,
상기 제 1 설정 정보, 상기 제 2 설정 정보 및 상기 제 3 설정 정보는 상기 복수의 통신 모듈 중 어느 하나를 상기 로지컬 노드 정보 전송을 위한 통신 모듈로 선택하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.
제7항에 있어서,
상기 제 1 설정 정보를 사용해 상기 취득된 데이터에 대한 로지컬 노드 정보를 생성하는 경우,
상기 제 1 설정 정보는 이더넷 또는 무선 LAN 중 어느 하나의 규격이 탑재된 통신 모듈 만을 선택하는 정보인 것을 특징으로 하는 IEC 61850 기반 확장형 유니버설 센서노드 플랫폼.