KR20210004576A - Apparatus for monitoring operation of power system equipments and method thereof - Google Patents

Apparatus for monitoring operation of power system equipments and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20210004576A
KR20210004576A KR1020190081205A KR20190081205A KR20210004576A KR 20210004576 A KR20210004576 A KR 20210004576A KR 1020190081205 A KR1020190081205 A KR 1020190081205A KR 20190081205 A KR20190081205 A KR 20190081205A KR 20210004576 A KR20210004576 A KR 20210004576A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
digital
analog
unit
control facility
Prior art date
Application number
KR1020190081205A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김찬기
강지원
심수연
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020190081205A priority Critical patent/KR20210004576A/en
Publication of KR20210004576A publication Critical patent/KR20210004576A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/25Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using digital measurement techniques
    • G01R19/2513Arrangements for monitoring electric power systems, e.g. power lines or loads; Logging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L2207/00Indexing scheme relating to automatic control of frequency or phase and to synchronisation
    • H03L2207/50All digital phase-locked loop

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

The present invention discloses an operation monitoring device of a power facility and a method thereof. The operation monitoring device of the power facility of the present invention comprises: an analog phase detection unit detecting a phase of a three-phase voltage from an AC power system by an analog circuit; a digital phase input unit receiving a phase detected through a digital circuit from a digital control facility connected to the AC power system; and a control unit comparing the analog phase detected from the analog phase detection unit and the digital phase input from the digital phase input unit and determining an operating state of the digital control facility based on whether the phases match.

Description

전력설비의 동작 감시 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MONITORING OPERATION OF POWER SYSTEM EQUIPMENTS AND METHOD THEREOF}A device for monitoring the operation of power facilities and its method {APPARATUS FOR MONITORING OPERATION OF POWER SYSTEM EQUIPMENTS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전력설비의 동작 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AC 전력계통에서 아날로그 회로로 검출한 아날로그 위상과 디지털 제어설비로부터 입력된 디지털 위상을 서로 비교하여 디지털 제어설비의 사이버 공격을 감시하는 전력설비의 동작 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for monitoring the operation of a power facility, and more particularly, a cyber attack of a digital control facility by comparing an analog phase detected by an analog circuit in an AC power system and a digital phase input from a digital control facility. It relates to an apparatus and method for monitoring the operation of power facilities for monitoring.

일반적으로, 전력계통은 전기 수요에 응하여 발전소, 변전소 및 부하를 송전선으로 연결하여 전력의 발생에서 소비까지 이루어지는 하나의 시스템이다. In general, a power system is a system that connects power plants, substations, and loads with transmission lines in response to electricity demand, and from generation to consumption of electricity.

전력계통은 전력의 발생과 소비의 동질성으로 수요와 공급이 평형을 이루어야 하기 때문에 전력수요의 감시가 지속적으로 이루어져야 한다. In the power system, the demand and supply must be balanced due to the homogeneity of generation and consumption of electricity, so the monitoring of electricity demand must be continuously performed.

초기의 소규모 계통에서는 감시가 용이하였으나 점차 산업의 고도화, 정보화로 전력수요가 증가되고 신재생에너지를 이용한 발전이 증가됨에 따라 전력설비도 대규모화, 복잡화되어 지금까지 수행하여 온 인위적인 방법으로 계통을 효과적으로 운용하기에는 한계점에 도달하였다. 따라서 컴퓨터로 정보를 수집, 처리, 분석 및 제어하는 기능과 통신기능을 응용하여 전력계통 운용업무의 효율적인 수행을 위한 설비 종합자동화가 급속히 추진되고 있다. In the early days, monitoring was easy in small-scale systems, but as power demand increased gradually due to industrial advancement and informationization, and power generation using new and renewable energy increased, power facilities became large-scale and complex, so that the system was effectively managed by artificial methods. It has reached its limit to operate. Therefore, comprehensive facility automation for efficient power system operation is being promoted rapidly by applying the functions of collecting, processing, analyzing, and controlling information with a computer and communication functions.

또한, AC 전력계통의 경우 발전기에서 정해진 상을 가진 즉, P1, P2, P3(절대 상)의 위상차(각 상별 Sin 120°의 차이)를 가진 전력을 상(P1, P2, P3) 별로 구분하여 송전하고 변전소에서는 발전소로부터 송전된 전력을 배전에 필요한 전압으로 감압하여 발전기에서 구분된 상 별로 배전한다. In addition, in the case of AC power system, the power with the phases specified in the generator, that is, the phase difference of P1, P2, P3 (absolute phase) (the difference of 120° Sin for each phase), is divided by phase (P1, P2, P3) In the substation, the electric power transmitted from the power plant is reduced to the voltage required for distribution, and the electric power is distributed for each phase in the generator.

따라서 전력계통에서 상 전원의 배전반 및 부하별로 발생되는 전압 전류의 순시 불평형 상태를 모니터함으로써, 불평형을 야기할 우려가 있는 부하를 조기에 파악하고 대처하고 있다. Therefore, by monitoring the instantaneous unbalance of voltage and current generated by each load and the switchboard of the phase power supply in the power system, loads that may cause unbalance are identified and coped with early.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1223420호(2013.01.17. 공고, 3상 전원의 평형 상태 감시 시스템 및 그 방법)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 1223420 (announced on Jan. 17, 2013, a system for monitoring a balance state of a three-phase power source and a method thereof).

이와 같이 전력계통이 대규모화 복잡화되면서 전력계통의 운용업무를 효율적으로 수행하기 위해 통신을 이용하여 정보를 수집, 처리, 분석 및 제어하고 있고, 발전기, SCADA, 송전선로, 보호 계전기 및 배전망이 통신에 의해 모니터링 되고, 제어되고 있는 상황이다. As the power system becomes larger and more complex, information is collected, processed, analyzed, and controlled using communication in order to efficiently perform the operation of the power system, and the generator, SCADA, transmission line, protection relay and distribution network communicate. It is a situation that is monitored and controlled by.

따라서 AC 전력망에 포함된 디지털 제어설비에 대한 사이버 공격을 탐지하고 대처하기 위한 보안 및 대책이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for security and countermeasures to detect and cope with cyber attacks on digital control facilities included in the AC power grid.

사이버 공격으로는 시간지연 함수를 주입하거나, 같은 정보를 반복적으로 주입하거나, 잘못된 신호를 주입하여 시스템을 교란시키는 방식 등이 있을 수 있다. Cyber attacks may include injecting a time delay function, repeatedly injecting the same information, or injecting false signals to disrupt the system.

이와 같은 사이버 공격을 원천적으로 제거할 수도 있으나, 사이버 공격이 인가된 경우 이를 감지하고 시스템이 안정적으로 유지되도록 할 필요성이 있다. Such cyber attacks can be fundamentally eliminated, but if a cyber attack is authorized, there is a need to detect it and keep the system stable.

본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 AC 전력계통에서 아날로그 회로로 검출한 아날로그 위상과 디지털 제어설비로부터 입력된 디지털 위상을 서로 비교하여 디지털 제어설비의 사이버 공격을 감시하는 전력설비의 동작 감시 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The present invention was conceived to meet the needs as described above, and an object of the present invention according to one aspect is digital control by comparing an analog phase detected by an analog circuit in an AC power system and a digital phase input from a digital control facility. It is to provide an apparatus and method for monitoring the operation of power facilities that monitor cyber attacks of facilities.

본 발명의 일 측면에 따른 전력설비의 동작 감시 장치는, AC 전력계통으로부터 3상 전압의 위상을 아날로그 회로로 검출하는 아날로그 위상 검출부; AC 전력계통에 연계된 디지털 제어설비로부터 디지털 회로를 통해 검출된 위상을 입력받는 디지털 위상 입력부; 및 아날로그 위상 검출부로부터 검출된 아날로그 위상과 디지털 위상 입력부로부터 입력된 디지털 위상을 비교하여 위상의 일치여부를 기반으로 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. An apparatus for monitoring the operation of a power facility according to an aspect of the present invention includes: an analog phase detection unit for detecting a phase of a three-phase voltage from an AC power system with an analog circuit; A digital phase input unit receiving a phase detected through a digital circuit from a digital control facility connected to the AC power system; And a control unit that compares the analog phase detected from the analog phase detection unit with the digital phase input from the digital phase input unit to determine an operating state of the digital control facility based on whether the phases match.

본 발명에서 아날로그 위상 검출부는, 아날로그 PLL을 이용하여 위상을 검출하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the analog phase detection unit is characterized by detecting the phase using an analog PLL.

본 발명에서 PLL은, DSOGI(Double Second Order Generalized Integrator) PLL을 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the PLL is characterized in that it includes a Double Second Order Generalized Integrator (DSOGI) PLL.

본 발명에서 디지털 제어설비는, 디지털 PLL을 이용하여 위상을 검출하는 디지털 위상 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the digital control facility is characterized in that it includes a digital phase detection unit that detects a phase using a digital PLL.

본 발명은 제어부에서 판단한 동작 상태에 따라 알람을 발생시키는 경고부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention further comprises a warning unit for generating an alarm according to the operation state determined by the control unit.

본 발명은 제어부에서 판단한 동작 상태에 따라 디지털 제어설비의 작동을 정지시키기 위한 트립신호를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that it further comprises an output unit for outputting a trip signal for stopping the operation of the digital control equipment according to the operation state determined by the control unit.

본 발명의 다른 측면에 따른 전력설비의 동작 감시 방법은, 제어부가 아날로그 위상 검출부로부터 검출한 아날로그 위상을 입력받는 단계; 제어부가 디지털 위상 입력부를 통해 디지털 제어설비에서 검출한 디지털 위상을 입력받는 단계; 및 제어부가 아날로그 위상과 디지털 위상의 일치여부를 판단하여 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In another aspect of the present invention, a method for monitoring the operation of a power facility includes the steps of: receiving, by a controller, an analog phase detected from an analog phase detection unit; Receiving, by a controller, a digital phase detected by a digital control facility through a digital phase input unit; And determining, by the control unit, whether the analog phase and the digital phase are matched to determine an operating state of the digital control facility.

본 발명은 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하여 위상차가 발생한 경우 알람을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that it further comprises the step of generating an alarm when a phase difference occurs by determining an operation state of the digital control facility.

본 발명은 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하여 위상차가 발생한 경우 디지털 제어설비로 트립신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized in that it further comprises the step of outputting a trip signal to the digital control facility when a phase difference occurs by determining the operation state of the digital control facility.

본 발명의 일 측면에 따른 전력설비의 동작 감시 장치 및 그 방법은 AC 전력계통에서 PLL을 이용하여 아날로그 회로로 검출한 아날로그 위상과 디지털 제어설비로부터 입력된 디지털 위상을 서로 비교하여 위상차를 기반으로 디지털 제어설비의 사이버 공격을 감시함으로써, 알람을 발생시키고 디지털 제어설비를 정지시키기 위한 트립신호를 출력하여 사이버 공격에도 시스템이 안정적으로 유지되도록 할 수 있다. An apparatus and method for monitoring the operation of a power facility according to an aspect of the present invention include a digital phase based on a phase difference by comparing an analog phase detected by an analog circuit using a PLL in an AC power system and a digital phase input from a digital control facility. By monitoring the cyber attack of the control facility, it is possible to generate an alarm and output a trip signal to stop the digital control facility so that the system is stably maintained even in the case of a cyber attack.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 동작 감시 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 동작 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing an apparatus for monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전력설비의 동작 감시 장치 및 그 방법을 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.Hereinafter, an apparatus and method for monitoring the operation of a power facility according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 동작 감시 장치를 나타낸 블록 구성도이다. 1 is a block diagram showing an apparatus for monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 동작 감시 장치는, 아날로그 위상 검출부(10), 디지털 위상 입력부(70) 및 제어부(20)를 비롯하여 경고부(30) 및 출력부(40)를 포함할 수 있다. As shown in Fig. 1, the apparatus for monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention includes an analog phase detection unit 10, a digital phase input unit 70, and a control unit 20, as well as a warning unit 30 and an output. It may include a part 40.

아날로그 위상 검출부(10)는 AC 전력계통으로부터 3상 전압을 입력받아 PLL 방식의 아날로그 PLL을 이용하여 아날로그 위상을 검출하여 제어부(20)에 제공할 수 있다. The analog phase detection unit 10 may receive a three-phase voltage from an AC power system, detect an analog phase using a PLL-type analog PLL, and provide it to the control unit 20.

여기서, PLL(Phase Lock Loop)은 어떠한 PLL을 사용하여도 무방하나, 고조파와 계통의 이상상태에서 강인한 특성을 갖는 DSOGI(Double Second Order Generalized Integrator) PLL을 기본으로 적용하는 것이 바람직하다. Here, as for the PLL (Phase Lock Loop), any PLL may be used, but it is preferable to apply a Double Second Order Generalized Integrator (DSOGI) PLL, which has strong characteristics in harmonics and system abnormalities, as a basis.

디지털 위상 입력부(70)는 AC 전력계통에 연계된 디지털 제어설비(50)로부터 디지털 회로를 통해 검출된 디지털 위상을 입력받아 제어부(20)에 전달할 수 있다.The digital phase input unit 70 may receive a digital phase detected through a digital circuit from the digital control facility 50 connected to the AC power system and transmit it to the control unit 20.

여기서 디지털 제어설비(50)는 AC 전력계통에 연계되어 AC 전력계통을 모니터링하고 제어할 수 있는 전력설비를 포함하며, 디지털 PLL을 이용하여 위상을 검출하는 디지털 위상 검출부(60)를 포함하는 것이 바람직하다. Here, the digital control facility 50 includes a power facility that is connected to the AC power system to monitor and control the AC power system, and preferably includes a digital phase detection unit 60 that detects a phase using a digital PLL. Do.

제어부(20)는 아날로그 위상 검출부(10)로부터 검출된 아날로그 위상과 디지털 위상 입력부(70)로부터 입력된 디지털 위상을 비교하여 위상의 일치여부를 기반으로 디지털 제어설비(50)의 동작 상태를 판단할 수 있다. The control unit 20 compares the analog phase detected from the analog phase detection unit 10 and the digital phase input from the digital phase input unit 70 to determine the operation state of the digital control equipment 50 based on whether the phases match. I can.

정상상태에서는 아날로그 위상과 디지털 위상이 서로 동일한 값을 갖게 되지만, 디지털 제어설비(50)가 사이버 공격 등을 받아 위상이 변하게 되면, 아날로그 위상과 디지털 위상 간 위상차가 발생하게 되고, 그 위상차가 설정오차 이상 발생할 경우 사이버 공격으로 판단할 수 있다. In the normal state, the analog phase and the digital phase have the same value, but when the phase changes due to a cyber attack of the digital control equipment 50, a phase difference between the analog phase and the digital phase occurs, and the phase difference is a setting error. If abnormality occurs, it can be judged as a cyber attack.

따라서 제어부(20)는 위상의 일치여부를 기반으로 디지털 제어설비(50)의 동작 상태를 판단하여 알람을 발생시키거나 트립신호를 출력할 수 있다. Accordingly, the control unit 20 may generate an alarm or output a trip signal by determining the operation state of the digital control facility 50 based on whether the phases match.

경고부(30)는 제어부(20)에서 판단한 동작 상태에 따라 즉, 위상차가 설정오차 이상 발생하여 사이버 공격이 발생한 것으로 판단할 경우 알람을 발생시킬 수 있다. The warning unit 30 may generate an alarm according to the operation state determined by the control unit 20, that is, when it is determined that a cyber attack has occurred due to a phase difference occurring more than a set error.

출력부(40)는 제어부(20)에서 판단한 동작 상태에 따라 즉, 위상차가 설정오차 이상 발생하여 사이버 공격이 발생한 것으로 판단할 경우 디지털 제어설비(50)를 정지시키기 위한 트립신호를 출력할 수 있다. The output unit 40 may output a trip signal for stopping the digital control facility 50 according to the operation state determined by the control unit 20, that is, when it is determined that a cyber attack has occurred due to a phase difference occurring above a setting error. .

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전력설비의 동작 감시 장치에 따르면, AC 전력계통에서 PLL을 이용하여 아날로그 회로로 검출한 아날로그 위상과 디지털 제어설비로부터 입력된 디지털 위상을 서로 비교하여 위상차를 기반으로 디지털 제어설비의 사이버 공격을 감시함으로써, 알람을 발생시키고 디지털 제어설비를 정지시키기 위한 트립신호를 출력하여 사이버 공격에도 시스템이 안정적으로 유지되도록 할 수 있다. As described above, according to the apparatus for monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention, the phase difference by comparing the analog phase detected by the analog circuit using the PLL in the AC power system and the digital phase input from the digital control facility. By monitoring the cyber attack of the digital control facility based on this, it is possible to generate an alarm and output a trip signal to stop the digital control facility so that the system can be stably maintained even in the cyber attack.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 동작 감시 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a method of monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력설비의 동작 감시 방법에서는 먼저, 제어부(20)가 아날로그 위상 검출부(10)로부터 검출한 아날로그 위상을 입력받는다(S10). As shown in FIG. 2, in the method of monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention, first, the control unit 20 receives an analog phase detected from the analog phase detection unit 10 (S10).

여기서, 아날로그 위상 검출부(10)는 AC 전력계통으로부터 3상 전압을 입력받아 PLL 방식의 아날로그 PLL을 이용하여 아날로그 위상을 검출하여 제어부(20)에 제공할 수 있다. Here, the analog phase detection unit 10 may receive a three-phase voltage from an AC power system, detect an analog phase using a PLL-type analog PLL, and provide it to the control unit 20.

S10 단계에서 아날로그 위상을 입력받고, 제어부(20)는 디지털 위상 입력부(70)를 통해 디지털 제어설비(50)에서 검출한 디지털 위상을 입력받는다(S20). In step S10, the analog phase is input, and the control unit 20 receives the digital phase detected by the digital control facility 50 through the digital phase input unit 70 (S20).

여기서, 디지털 제어설비(50)는 AC 전력계통에 연계되어 AC 전력계통을 모니터링하고 제어할 수 있는 전력설비로써, 전력설비의 동작을 감시하기 위해 본 실시예에서는 디지털 제어설비(50)에 포함된, 디지털 PLL을 이용하여 위상을 검출하는 디지털 위상 검출부(60)로부터 디지털 위상을 입력받는다. Here, the digital control facility 50 is a power facility that can monitor and control the AC power system in connection with the AC power system, and is included in the digital control facility 50 in this embodiment to monitor the operation of the power facility. , The digital phase is input from the digital phase detection unit 60 that detects the phase using a digital PLL.

S20 단계에서 디지털 위상을 입력받은 후 제어부(20)는 아날로그 위상과 디지털 위상의 일치여부를 판단한다(S30). After receiving the digital phase in step S20, the controller 20 determines whether the analog phase matches the digital phase (S30).

정상상태에서는 아날로그 위상과 디지털 위상이 서로 동일한 값을 갖게 되지만, 디지털 제어설비(50)가 사이버 공격 등을 받아 위상이 변하게 되면, 아날로그 위상과 디지털 위상 간 위상차가 발생하게 되고, 그 위상차가 설정오차 이상 발생할 경우 사이버 공격으로 판단할 수 있다. In the normal state, the analog phase and the digital phase have the same value, but when the phase changes due to a cyber attack of the digital control equipment 50, a phase difference between the analog phase and the digital phase occurs, and the phase difference is a setting error. If abnormality occurs, it can be judged as a cyber attack.

S30 단계에서 아날로그 위상과 디지털 위상의 일치여부를 판단하여 일치하는 경우, 즉 위상차가 설정오차 미만인 경우에는 정상상태로 S10 단계로 리턴하여 위의 과정을 반복할 수 있다. In step S30, it is determined whether the analog phase and the digital phase coincide with each other, that is, if the phase difference is less than the set error, the process returns to the normal state and the above process can be repeated.

반면, S30 단계에서 아날로그 위상과 디지털 위상의 일치여부를 판단하여 일치하지 않는 경우 즉, 위상차가 설정오차 이상 발생한 경우, 제어부(20)는 디지털 제어설비(50)에 사이버 공격이 발생한 것으로 판단하고 경고부(30)를 통해 알람을 발생시키고, 출력부(40)를 통해 디지털 제어설비(50)를 정지시키기 위한 트립신호를 출력한다(S40). On the other hand, if the analog phase and the digital phase are not matched by determining whether the analog phase and the digital phase coincide in step S30, that is, if the phase difference occurs more than the set error, the controller 20 determines that a cyber attack has occurred on the digital control facility 50 and warns. An alarm is generated through the unit 30, and a trip signal for stopping the digital control facility 50 is output through the output unit 40 (S40).

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전력설비의 동작 감시 방법에 따르면, AC 전력계통에서 PLL을 이용하여 아날로그 회로로 검출한 아날로그 위상과 디지털 제어설비로부터 입력된 디지털 위상을 서로 비교하여 위상차를 기반으로 디지털 제어설비의 사이버 공격을 감시함으로써, 알람을 발생시키고 디지털 제어설비를 정지시키기 위한 트립신호를 출력하여 사이버 공격에도 시스템이 안정적으로 유지되도록 할 수 있다. As described above, according to the method for monitoring the operation of a power facility according to an embodiment of the present invention, the phase difference by comparing the analog phase detected by the analog circuit using the PLL in the AC power system and the digital phase input from the digital control facility. By monitoring the cyber attack of the digital control facility based on this, it is possible to generate an alarm and output a trip signal to stop the digital control facility so that the system can be stably maintained even in the cyber attack.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.The implementation described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, only as a method), the implementation of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented with appropriate hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which generally refers to a processing device including, for example, a computer, a microprocessor, an integrated circuit or a programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

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. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only illustrative, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 아날로그 위상 검출부 20 : 제어부
30 : 경고부 40 : 출력부
50 : 디지털 제어설비 60 : 디지털 위상 검출부
70 : 디지털 위상 입력부
10: analog phase detection unit 20: control unit
30: warning unit 40: output unit
50: digital control equipment 60: digital phase detection unit
70: digital phase input

Claims (9)

AC 전력계통으로부터 3상 전압의 위상을 아날로그 회로로 검출하는 아날로그 위상 검출부;
상기 AC 전력계통에 연계된 디지털 제어설비로부터 디지털 회로를 통해 검출된 위상을 입력받는 디지털 위상 입력부; 및
상기 아날로그 위상 검출부로부터 검출된 상기 아날로그 위상과 상기 디지털 위상 입력부로부터 입력된 상기 디지털 위상을 비교하여 위상의 일치여부를 기반으로 상기 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 장치.
An analog phase detection unit for detecting a phase of a three-phase voltage from an AC power system with an analog circuit;
A digital phase input unit receiving a phase detected through a digital circuit from a digital control facility connected to the AC power system; And
And a control unit that compares the analog phase detected from the analog phase detection unit with the digital phase input from the digital phase input unit to determine an operating state of the digital control facility based on whether or not the phases match. A device for monitoring the operation of power facilities.
제 1항에 있어서, 상기 아날로그 위상 검출부는, 아날로그 PLL을 이용하여 위상을 검출하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the analog phase detection unit detects a phase using an analog PLL.
제 1항에 있어서, 상기 PLL은, DSOGI(Double Second Order Generalized Integrator) PLL을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the PLL includes a Double Second Order Generalized Integrator (DSOGI) PLL.
제 1항에 있어서, 상기 디지털 제어설비는, 디지털 PLL을 이용하여 위상을 검출하는 디지털 위상 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the digital control facility includes a digital phase detection unit that detects a phase using a digital PLL.
제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 판단한 동작 상태에 따라 알람을 발생시키는 경고부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising a warning unit that generates an alarm according to an operation state determined by the control unit.
제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 판단한 동작 상태에 따라 상기 디지털 제어설비의 작동을 정지시키기 위한 트립신호를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising an output unit for outputting a trip signal for stopping the operation of the digital control facility according to an operation state determined by the control unit.
제어부가 아날로그 위상 검출부로부터 검출한 아날로그 위상을 입력받는 단계;
상기 제어부가 디지털 위상 입력부를 통해 디지털 제어설비에서 검출한 디지털 위상을 입력받는 단계; 및
상기 제어부가 상기 아날로그 위상과 상기 디지털 위상의 일치여부를 판단하여 상기 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 방법.
Receiving, by a controller, an analog phase detected from an analog phase detection unit;
Receiving, by the control unit, a digital phase detected by a digital control facility through a digital phase input unit; And
And determining, by the control unit, whether the analog phase and the digital phase coincide with each other to determine an operating state of the digital control facility.
제 7항에 있어서, 상기 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하여 위상차가 발생한 경우 알람을 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 방법.
8. The method of claim 7, further comprising the step of generating an alarm when a phase difference occurs by determining an operation state of the digital control facility.
제 7항에 있어서, 상기 디지털 제어설비의 동작 상태를 판단하여 위상차가 발생한 경우 상기 디지털 제어설비로 트립신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비의 동작 감시 방법. 8. The method of claim 7, further comprising the step of determining an operation state of the digital control facility and outputting a trip signal to the digital control facility when a phase difference occurs.
KR1020190081205A 2019-07-05 2019-07-05 Apparatus for monitoring operation of power system equipments and method thereof KR20210004576A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190081205A KR20210004576A (en) 2019-07-05 2019-07-05 Apparatus for monitoring operation of power system equipments and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190081205A KR20210004576A (en) 2019-07-05 2019-07-05 Apparatus for monitoring operation of power system equipments and method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210004576A true KR20210004576A (en) 2021-01-13

Family

ID=74142941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190081205A KR20210004576A (en) 2019-07-05 2019-07-05 Apparatus for monitoring operation of power system equipments and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210004576A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102414473B1 (en) * 2022-02-25 2022-06-29 주식회사 나산전기산업 Apparatus and method for monitoring electric power having high speed circuit-breaking capability

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102414473B1 (en) * 2022-02-25 2022-06-29 주식회사 나산전기산업 Apparatus and method for monitoring electric power having high speed circuit-breaking capability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zografopoulos et al. Cyber-physical energy systems security: Threat modeling, risk assessment, resources, metrics, and case studies
Sahoo et al. On detection of false data in cooperative DC microgrids—A discordant element approach
Poudel et al. Real-time cyber physical system testbed for power system security and control
Qi et al. Cybersecurity for distributed energy resources and smart inverters
US11305665B2 (en) Cyber-attack detection and electrical system stability for electric vehicle charging infrastructure
US10833507B2 (en) Island detection and control of a microgrid
Azim et al. An islanding detection methodology combining decision trees and Sandia frequency shift for inverter‐based distributed generations
US10826324B2 (en) Mitigation of gratuitous conditions on electric power delivery systems
Zare et al. Communication-constrained regionalization of power systems for synchrophasor-based wide-area backup protection scheme
Khan et al. Attack detection in power distribution systems using a cyber-physical real-time reference model
Das et al. Prediction and control of transient stability using system integrity protection schemes
Adnan et al. Preventing cascading failure through fuzzy co-operative control mechanism using V2G
Hong et al. A new load shedding scheme with consideration of distributed energy resources’ active power ramping capability
Gupta et al. Islanding detection scheme for converter‐based DGs with nearly zero non‐detectable zone
Zhang et al. Assessing the robustness of cyber-physical power systems by considering wide-area protection functions
KR20220133628A (en) Apparatus and method for operating power system stability
Liu et al. Coordination of DERs in microgrids with cybersecure resilient decentralized secondary frequency control
KR20210004576A (en) Apparatus for monitoring operation of power system equipments and method thereof
US20200185901A1 (en) Method And Apparatus For Suppressing Impact Of Compensator On Line Distance Protection
Friedberg et al. A cyber-physical security analysis of synchronous-islanded microgrid operation
Rahman et al. Cyber vulnerabilities on agent-based smart grid protection system
RU180919U1 (en) CONTROLLER OF PROTECTION AGAINST FAN SHUT-OFFS WITH THE POSSIBILITY OF HARMONIC COMPENSATION
Meraj et al. Studying the impacts of cyber-attack on smart grid
Khan et al. Real-time cyber-physical analysis of distribution systems using digital twins
Fahmy et al. Resynchronization of islanded unbalanced ADNs: Control, synchrocheck and experimental validation

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application