KR20180046569A

KR20180046569A - 국제표준 iec62541 기반 ami 데이터 수집 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20180046569A
Application number: KR1020160141875A
Authority: KR
Inventors: 권영민; 송병훈
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2018-05-09
Also published as: WO2018079883A1

Abstract

국제표준 IEC62541 기반 AMI 데이터 수집 방법 및 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 AMI 데이터 수집 방법은, 스마트 미터들로부터 AMI 데이터를 수신하여 수집하고, 수집한 AMI 데이터들의 규격을 변환하며, 변환된 AMI 데이터들을 전송한다. 이에 의해, IEC62541을 통해 다양한 프로토콜 및 정보모델을 수용할 수 있는 확장성 높은 데이터 교환 표준으로 AMI 시스템 상호 호환성 문제를 해결할 수 있다.

Description

국제표준 IEC62541 기반 AMI 데이터 수집 방법 및 시스템{AMI Data Collection Method and System based on International Standard IEC 62541}

본 발명은 데이터 수집 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 AMI(Automatic Metering Infrastructure) 데이터를 수집하기 위한 방법 및 이를 적용한 시스템에 관한 것이다.

AMI는 지능화된 전력량계인 SM(Smart Meter)과 소프트웨어 어플리케이션이 융합된 새로운 전력 정보 서비스를 위한 인프라를 의미한다.

이를 통해, 소비자는 실시간 요금 단가와 정보 및 에너지 사용패턴 등을 분석한 정보를 제공받을 수 있으며, 관리자는 통하여 소비자의 사용패턴을 실시간으로 체크할 수 있다.

현재, AMI를 위한 다양한 데이터 수집 방법들이 제시되어 있는데, 이는 상호운영성 및 신뢰성 확보의 문제로 나타나고 있다.

또한, 대부분의 데이터 수집 방법들은 단순한 메시지 기반의 프로파일 교환 형식이어서, 보안에 취약하다는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, AMI 시스템의 상호운영성 및 보안 문제 해결을 위한 방안으로, 국제표준 IEC62541을 기반으로 하는 AMI 데이터 수집 방법 및 시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, AMI 데이터 수집 방법은, 스마트 미터들로부터 AMI(Automatic Metering Infrastructure) 데이터를 수신하여 수집하는 단계; 수집한 AMI 데이터들의 규격을 변환하는 단계; 및 변환된 AMI 데이터들을 전송하는 단계;를 포함한다.

그리고, 변환 단계는, OPC UA 정보 모델을 참조하여, AMI 데이터들의 규격을 변환할 수 있다.

또한, 수집 단계는, 하위 서버들을 통해 스마트 미터들로부터 AMI 데이터들을 수집할 수 있다.

그리고, 수집 단계는, 스마트 미터들로부터 AMI 데이터들을 직접 수신할 수 있다.

또한, 변환 단계는, 수집한 AMI 데이터들을 OPC UA 규격의 데이터로 변환할 수 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른, AMI 데이터 수집 방법은, 변환된 AMI 데이터들을 저장하고 관리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, AMI 데이터 수집 방법은, 변환된 AMI 데이터들의 포맷을 재변환하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 재변환 단계는, OPC UA 정보 모델을 참조하여, AMI 데이터들의 규격을 재변환할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른, AMI 데이터 수집 방법은, AMI 데이터들 중 상기 규격으로 변환되지 않은 AMI 데이터를 변환하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, AMI 데이터 수집 장치는, 스마트 미터들로부터 AMI(Automatic Metering Infrastructure) 데이터를 수신하는 통신부; 수집한 AMI 데이터들의 규격을 변환하고, 변환된 AMI 데이터들을 전송하는 제어부;를 포함한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, AMI 데이터 수집 방법은, 스마트 미터들로부터 수집된 AMI 데이터를 수신하는 단계; 수신한 AMI 데이터를 저장하는 단계;를 포함하고, 수신한 AMI 데이터들은 특정 규격으로 변환되어 전송된 AMI 데이터들이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, AMI 데이터 수집 시스템은, 스마트 미터들로부터 수집된 AMI 데이터를 수신하는 네트워크 인터페이스; 및 네트워크 인터페이스를 통해 수신한 AMI 데이터를 저장하는 DB;를 포함하고, 수신한 AMI 데이터들은 특정 규격으로 변환되어 전송된 AMI 데이터들이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, IEC62541을 통해 다양한 프로토콜 및 정보모델을 수용할 수 있는 확장성 높은 데이터 교환 표준으로 AMI 시스템 상호 호환성 문제를 해결할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, IEC62541을 통한 보안 채널 및 보안 서명 등의 높은 수준의 보안 기능을 제공하여, 국가기반 시설에 해당하는 AMI 시스템에 대한 보안을 강화할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMI 네트워크 시스템을 도시한 도면,
도 2 내지 도 4는, 스마트 미터 연결 토폴로지 예시도,
도 5는 DCU의 구조를 나타낸 도면,
도 6은 IEC61968 데이터 변환 개념,
도 7은 DCS의 구조를 나타낸 도면,
도 8은 DCU의 하드웨어 구조를 나타낸 블럭도, 그리고,
도 9는 DCS의 하드웨어 구조를 나타낸 블럭도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMI(Automatic Metering Infrastructure) 네트워크 시스템을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 AMI 네트워크 시스템은, IEC62541 기반으로 AMI 데이터를 수집하기 위한 시스템이다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 AMI 네트워크 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, DCS(Data Colloection System)(100) 및 DCU(Data Colloection Unit)들(200-1, 200-2, 200-3)이 상호 통신가능하도록 연결되어 구축된다.

DCU들(200-1, 200-2, 200-3)은 스마트 미터들(미도시)로부터 AMI 데이터들을 수집하기 위한 시스템이다. DCU들(200-1, 200-2, 200-3)에 대한 스마트 미터들의 연결 토폴로지는 다양하게 구현할 수 있다.

이를 테면, 도 2에 도시된 DCU-1(200-1)과 같이, 하위 하는 DCU-11(200-11)와 DCU-12(200-12)를 구축하고, 이 하위 DCU들(200-11, 200-12)을 통해 SM(Smart Meter)들(10)로부터 AMI 데이터들을 수집하는 형태가 가능하다.

또한, 도 3에 도시된 DCU-2(200-2)와 같이, SM들(10)로부터 직접 AMI 데이터들을 수집하는 형태도 가능하다. 나아가, 도 4에 도시된 DCU-3(200-3)과 같이, SM들(10)을 버스 타입의 구조로 연결하여 AMI 데이터들을 수집하는 형태도 가능함은 물론이다.

도 2 내지 도 4에 제시된 토폴로지는 예시적인 것들이다. 그 밖의 다른 구조로 SM들(10)을 연결하여 DCU들(200-1, 200-2, 200-3)로 AMI 데이터들을 수집하는 경우에도, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다.

또한, SM들(10)과 DCU들(200-1, 200-2, 200-3) 간의 통신 방식에 대한 제한도 없다. 양자 간의 통신은 다양한 유무선 통신, 이를 테면, LoRa, OMA, LPWA, Zigbee, PLC 등으로 구현할 수 있다.

도 5는 DCU들(200-1, 200-2, 200-3)의 구조를 나타낸 도면이다. DCU들(200-1, 200-2, 200-3)은 동일 구성으로 구현하여도 무방하므로, 도 5에서 이들은 참조부호 "200"으로 통칭하여 하나만 도시하였다.

DCU(200)은, 도 5에 도시된 바와 같이, SM 인터페이스(210), OPC UA 서버(220), OPC UA 정보 모델(230) 및 CIM(Common information Model)(240)을 포함한다.

SM 인터페이스(210)는 SM들(10)과 통신하여, SM들(10)로부터 수용가 검침 데이터인 AMI 데이터들을 수신한다. OPC UA 서버(220)는 SM 인터페이스(210)를 통해 수신한 AMI 데이터들을 수집하여, DCS(100)로 제공하는 서버로 동작한다.

CIM(240)은 OPC UA 정보 모델(230)을 참조하여, 수집된 AMI 데이터들을 OPC UA(IEC62541) 규격의 데이터로 변환한다.

OPC UA는 확장성 높은 데이터 교환 표준으로 IEC61968의 모든 기능을 포함하고 있다. 도 6에는 CIM(240)에 의해, 데이터 변환 개념이 도 6에 나타나 있다.

다시, 도 1을 참조하여 설명한다.

DCS(100)는 DCU들(200-1, 200-2, 200-3)로부터 수집한 AMI 데이터들을 저장 관리한다. DCS(100)의 상세 구조가 도 7에 도시되어 있다. 도 7은 DCS(100)의 구조를 나타낸 도면이다.

DCS(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, OPC UA 클라이언트(110), OPC UA 정보 모델(120), CIM(Common information Model)(130) 및 MDMS(Meter Data Management System)(140)을 포함한다.

OPC UA 클라이언트(110)는 DSU(200)의 OPC UA 서버(220)로부터 AMI 데이터들을 제공받는 클라이언트로 동작한다. 또한, OPC UA 클라이언트(110)는 수집한 AMI 데이터들을 MDMS(140)에 전달한다.

OPC UA 클라이언트(110)와 MDMS(140) 간의 인터페이스는 SOAP, TCP 등으로 구현할 수 있다.

CIM(130)은 OPC UA 정보 모델(120)을 참조하여, 수집된 AMI 데이터들의 규격 변환을 수행한다. 이를 테면, CIM(130)은 OPC UA 클라이언트(110)에 의해 수집된 OPC UA(IEC62541) 규격의 데이터를 원래의 포맷으로 복원할 수 있다.

나아가, CIM(130)은 수집된 AMI 데이터가 IEC62541 규격이 아닌 경우 이를 OPC UA(IEC62541) 규격의 데이터로 변환할 수 있다.

MDMS(140)는 OPC UA 클라이언트(110)에 의해 수집된 AMI 데이터들을 저장 및 관리하는 시스템이다. MDMS(140)을 DCS(100)로부터 분리하여 별개의 시스템으로 구현할 수도 있다.

지금까지, 국제표준 IEC62541 기반 AMI 데이터 수집 방법 및 시스템에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.

본 발명의 실시예에서는, OPC UA 정보 모델을 이용하여, DCU(200)와 DCS(100) 간에 데이터 교환에 높은 확장성을 부여하였다. 즉, OPC UA를 활용하여 통신방식과 정보교환 모델에 상관없는 상호호환성을 확보하였다.

나아가, OPC UA는 기본적으로 보안 채널 및 보안 서명을 지원하므로, 최근 대두되고 있는 사이버 테러에도 문제도 대처 가능하다.

도 8은 DCU(200)의 하드웨어 구조를 나타낸 블럭도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, DCU(200)는 통신부(200a), 제어부(200b) 및 저장부(200c)를 포함한다.

통신부(200a)는 SM들(10)과 통신을 위한 통신 인터페이스 수단이고, 제어부(200b)는 OPC UA 서버(220)와 CIM(240)의 기능을 수행하며, 저장부(200c)는 OPC UA 정보 모델(230)과 수집된 AMI 데이터들을 저장하기 위한 저장매체이다.

도 9는 DCS(100)의 하드웨어 구조를 나타낸 블럭도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, DCS(100)는 네트워크 인터페이스(100a), 프로세서(100b) 및 DB(100c)를 포함한다.

네트워크 인터페이스(100a)는 DCU(200)와 통신하기 위해 네트워크에 액세스하는 통신 인터페이스 수단이고, 프로세서(100b)는 OPC UA 클라이언트(110)와 CIM(130)의 기능을 수행하며, DB(100c)는 MDMS(140)의 기능을 수행하기 위한 수단이다.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.

100 : DCS(Data Colloection System)
200-1, 200-2, 200-3 : DCU(Data Colloection Unit)

Claims

스마트 미터들로부터 AMI(Automatic Metering Infrastructure) 데이터를 수신하여 수집하는 단계;
수집한 AMI 데이터들의 규격을 변환하는 단계; 및
변환된 AMI 데이터들을 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 1에 있어서,
변환 단계는,
OPC UA 정보 모델을 참조하여, AMI 데이터들의 규격을 변환하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 1에 있어서,
수집 단계는,
하위 서버들을 통해 스마트 미터들로부터 AMI 데이터들을 수집하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 1에 있어서,
수집 단계는,
스마트 미터들로부터 AMI 데이터들을 직접 수신하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 1에 있어서,
변환 단계는,
수집한 AMI 데이터들을 OPC UA 규격의 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 1에 있어서,
변환된 AMI 데이터들을 저장하고 관리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 6에 있어서,
변환된 AMI 데이터들의 포맷을 재변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 7에 있어서,
재변환 단계는,
OPC UA 정보 모델을 참조하여, AMI 데이터들의 규격을 재변환하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
청구항 6에 있어서,
AMI 데이터들 중 상기 규격으로 변환되지 않은 AMI 데이터를 변환하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
스마트 미터들로부터 AMI(Automatic Metering Infrastructure) 데이터를 수신하는 통신부;
수집한 AMI 데이터들의 규격을 변환하고, 변환된 AMI 데이터들을 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 장치.
스마트 미터들로부터 수집된 AMI 데이터를 수신하는 단계;
수신한 AMI 데이터를 저장하는 단계;를 포함하고,
수신한 AMI 데이터들은 특정 규격으로 변환되어 전송된 AMI 데이터들인 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 방법.
스마트 미터들로부터 수집된 AMI 데이터를 수신하는 네트워크 인터페이스; 및
네트워크 인터페이스를 통해 수신한 AMI 데이터를 저장하는 DB;를 포함하고,
수신한 AMI 데이터들은 특정 규격으로 변환되어 전송된 AMI 데이터들인 것을 특징으로 하는 AMI 데이터 수집 시스템.