KR20210125757A - 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템에 관한 것으로서, 전력기기와 연결되어, 연결된 전력기기의 전압, 전류, 역률을 포함하는 전력계측정보를 수집하는 복수개의 전력계측모듈, 상기 복수개의 전력계측모듈 각각에 연결되어, 상기 전력계측정보를 전달받아 무선으로 전송하는 복수개의 제1 무선통신모듈, 상기 제1 무선통신모듈과 무선 통신 방식으로 연결되어, 상기 복수개의 제1 무선통신모듈로부터 전력계측정보를 전달받아 일괄로 전송하는 적어도 하나 이상의 제2 무선통신모듈 및 상기 제2 무선통신모듈과 유선 또는 무선 통신 방식으로 연결되어, 상기 제2 무선통신모듈로부터 전송되는 전력계측정보를 전달받아, 상기 복수개의 전력계측모듈을 모니터링하는 중앙서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신을 이용하는 전력감시시스템{System for monitoring electric power}

본 발명은 전력감시 시스템에 관한 것으로, 복수개의 전력계측모듈을 통해 수집되는 전압, 전류, 역률 등의 전력계측정보를 모니터링하기 위한 전력감시시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빌딩, 공장, 발전소 등 상당수의 전력기기가 사용되는 곳에서 계전기와 같은 상당수의 전력계측모듈에서 수집되는 전력계측정보를 모니터링 및 관리할 수 있도록 하는 전력감시시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전력감시시스템은 전력설비나 전력기기를 실시간으로 감시하여, 과전압, 과전류 등 수배전계통의 고장 및 이상상태가 발생되는 경우 차단 및 경보 발생 등을 통해 사고를 사전에 예방할 수 있도록 한다.

도 1은 종래기술에 따른 전력감시시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 전력감시시스템은, 수배전반 내에 설치되어, 전압, 전류, 유효전력, 역률, 부하율, 패널온도 등의 전력계측데이터를 수집하는 계전기와 같은 전력계측모듈이 복수개 포함되며,

이때 복수개의 전력계측모듈은 RS-485와 같은 유선통신방식에 의해 직렬로 연결되어 있으며, 또한 직렬로 연결된 복수개의 전력계측모듈은 유선통신방식에 의해 중앙서버와 연결되어, 복수개의 전력계측모듈에서 수집되는 전력계측데이터를 중앙서버로 전송하도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는, 종래기술에 따른 전력감시시스템의 경우, 인접하여 배치되는 각 전력계측모듈 사이마다 연결케이블을 시공하여 복수개의 전력계측모듈을 연결시켜야 하고, 또한 중앙서버에서 전력계측모듈에서 수집된 전력계측데이터를 수신받을 수 있도록 전력계측모듈과 중앙서버 사이에도 연결케이블을 시공하여야 하므로, 전력 감시 시스템 구축을 위한 시공 과정이 복잡하며, 시공 비용도 많이 소요되는 문제점이 있다.

더불어, 종래기술에 따른 전력감시시스템의 경우, 복수개의 전력계측모듈이 직렬로 연결되어 있음에 따라, 전력계측데이터가 복수개의 전력계측모듈을 거쳐 순차적으로 전송됨에 따라, 하나의 전력계측모듈로부터 데이터를 전송받은 경우 해당 계전기와 연결된 유선을 모두 거쳐 중앙서버로 전송되도록 구성됨에 따라, 통신경로 상에 통신단절 등의 문제가 발생되는 경우에 하위 노드인 계전기들의 센싱정보는 서버로 전송되지 못하게 되어, 전력계측정보 수집에 누락이 발생되는 문제점이 발생되었으며, 더불어, 각 전력계측모듈과 통신모듈을 각각 독립적으로 관리하는 데에 있어 어려움이 있는 실정이다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하도록 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 복수개의 전력계측모듈의 전력계측정보를 누락없이 효율적으로 모니터링할 수 있도록 하는 전력감시시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템은, 전력기기와 연결되어, 연결된 전력기기의 전압, 전류, 역률을 포함하는 전력계측정보를 수집하는 복수개의 전력계측모듈, 상기 복수개의 전력계측모듈 각각에 연결되어, 상기 전력계측정보를 전달받아 무선으로 전송하는 복수개의 제1 무선통신모듈, 상기 제1 무선통신모듈과 무선 통신 방식으로 연결되어, 상기 복수개의 제1 무선통신모듈로부터 전력계측정보를 전달받아 일괄로 전송하는 적어도 하나 이상의 제2 무선통신모듈 및 상기 제2 무선통신모듈과 유선 또는 무선 통신 방식으로 연결되어, 상기 제2 무선통신모듈로부터 전송되는 전력계측정보를 전달받아, 상기 복수개의 전력계측모듈을 모니터링하는 중앙서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 제1 무선통신모듈과 상기 제2 무선통신모듈 사이의 무선 통신은 블루투스 방식 및 다중 접속 방식을 이용하여, 상기 제2 무선통신모듈은 블루투스 방식에 의해 상기 복수개의 제1 무선통신모듈로부터 동시에 상기 전력계측정보를 수신 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 무선통신모듈과 상기 중앙서버 사이는 무선 통신 방식에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 무선통신모듈과 상기 중앙서버 사이는 무선 통신 방식에 의해 연결되되, 상기 제2 무선통신모듈과 중앙서버 사이의 이격된 거리에 따라 적어도 하나 이상의 중계기;가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수개의 제1 무선통신모듈을 다수개씩 적어도 하나 이상의 파트로 분류한 후, 각 파트로 분류된 다수개의 제1 무선통신모듈을 하나의 제2 무선통신모듈과 연결되도록 하여, 해당 제2 무선통신모듈과 다수개의 제1 무선통신모듈을 하나의 그룹으로 설정하여, 상기 중앙서버는 수신되는 전력계측정보를 설정된 그룹별로 관리하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템은, 복수개의 전력계측모듈, 복수개의 제1 무선통신모듈, 적어도 하나 이상의 제2 무선통신모듈, 중앙서버를 포함하여, 각 전력계측모듈에 연결된 복수개의 제1 무선통신모듈과, 적어도 하나 이상의 제2 무선통신모듈이 상호 무선 통신 방식을 통해 연결되어 무선으로 데이터 통신 가능하도록 구성됨으로써, 종래의 전력감시시스템에서 각 전력계측모듈과, 통신모듈, 중앙서버를 연결하기 위하여 수행된 배선 시공을 생략할 수 있게 되어, 시공 용이성을 향상시키고, 시공비용 및 시공시간을 현저히 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템은, 제1 무선통신모듈과 제2 무선통신모듈 사이의 무선 통신은 블루투스 방식 및 다중 접속 방식을 이용하여, 제2 무선통신모듈은 블루투스 방식에 의해 복수개의 제1 무선통신모듈로부터 동시에 전력계측정보를 수신 가능하도록 구성됨에 따라, 복수개의 제1 무선통신모듈 중 일부 제1 무선통신모듈과 제2 블루투스 모듈 사이의 통신단절 등의 통신장애가 발생되더라도, 통신장애가 발생되지 않은 나머지 제1 무선통신모듈의 전력계측정보는 끊임없이 지속적으로 송수신 가능하게 되어, 통신단절 또는 통신오류 등의 통신문제 발생에 따른 데이터 누락을 최소화할 수 있게 되어, 시스템 안정성 향상 및 관리 효율성 향상 효과가 있다.

더불어, 본 발명에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템은, 중앙서버에서 하나의 제2 무선통신모듈과, 복수개의 제1 무선통신모듈을 그룹화하여 관리 가능하도록 구성됨으로써, 전력감시시스템의 상당히 많은 수의 전력계측모듈을 감시하도록 구성되더라도 체계적인 관리를 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 전력감시시스템에 대한 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해서 설명하기로 하겠다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템을 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 방식을 이용하는 전력감시시스템은, 크게 전력계측모듈(100), 제1 무선통신모듈, 제2 무선통신모듈, 중앙서버(400)를 포함한다.

우선, 전력계측모듈(100)은, 과전류, 단락사고 등 각종 문제 발생으로부터 전력계통을 보호하기 위하여 전력계측정보를 하는 것으로, 본 발명의 전력감시시스템은 복수 개의 전력계측모듈(100)을 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에서 전력계측모듈(100)은 계전기를 포함하여 구성될 수 있으며, 계전기는 변압기, 변류기, 설정입력버튼부, 상태표시 디스플레이, 메모리 등을 포함하여 종래의 계전기가 다양하게 변형 적용될 수 있다.

이때, 전력계측모듈(100)은, 주기적 또는 실시간으로 전력계측정보를 감지하도록 구성될 수 있으며, 전력계측정보는 전압, 전류, 역률, 부하율, 패널온도 등을 포함하여 구성될 수 있다.

다음으로, 제1 무선통신모듈은, 도면에 도시된 바와 같이, 복수개의 전력계측모듈(100) 각각에 연결되도록 복수개 구비되어, 각 제1 무선통신모듈은 연결된 전력계측모듈(100)을 통해 수집되는 제2 무선통신모듈로 무선 통신 방식에 의해 전송하도록 구성된다.

이때, 제1 무선통신모듈에서 제2 무선통신모듈 간의 무선 통신 방식은 블루투스 방식이 이용되는 것이 바람직하며, 특히 블루투스 5.0의 경우 이전 버전과 비교하여 데이터 전송속도가 1Mbps에서 2Mbps로 빨라지고, 데이터 전송 가능거리 또한 10m에서 40m로 4배 확장되었으며, 다른 무선 통신망과의 상호 운영성 또한 향상된 장점이 있다.

또한, 제1 무선통신모듈은 전력계측모듈(100) 각각에 연결되어, 연결된 해당 전력계측모듈(100)에서 수집되는 전력계측정보를 주기적 또는 실시간으로 전달받아 저장하도록 구성될 수 있다.

또한, 제1 무선통신모듈은, 전력계측모듈(100)로부터 수신되는 전력계측정보를 연결되는 제2 무선통신모듈로 주기적 또는 실시간으로 전달하도록 구성되거나,

수신되는 전력계측정보를 저장하였다가 저장된 전력계측정보를 연결된 제2 무선통신모듈로부터 데이터 요청이 수신되는 경우에 저장된 전력계측정보를 일괄로 제2 무선통신모듈로 전송하도록 구성될 수 있다.

다음으로, 제2 무선통신모듈은, 제1 무선통신모듈의 상위 노드에 해당하는 구성으로, 복수개의 제1 무선통신모듈로부터 전력계측정보를 수신받아 중앙서버(400)로 전송하도록 구성된다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개의 제1 무선통신모듈과 하나의 제2 무선통신모듈을 하나의 그룹으로 설정하여, 설정된 그룹에 포함되는 제2 무선통신모듈과 복수개의 제1 무선통신모듈은 각각과 무선 통신 방식으로 연결되어, 그룹에 포함된 제1 무선통신모듈 각각으로부터 전력계측정보를 수신받아 중앙서버(400)로 전송하도록 구성될 수 있다.

예시적으로, 제1 무선통신모듈은 94개 구비되고, 제2 무선통신모듈은 3개 구비되어, 각 제2 무선통신모듈은 각각 그룹으로 설정된 32개의 제1 무선통신모듈으로부터 전력계측정보를 전송받아 중앙서버(400)로 전송하도록 구성될 수 있다.

또한, 제2 무선통신모듈은, 제1 무선통신모듈로부터 수신되는 전력계측정보를 중앙서버(400)로 주기적 또는 실시간으로 전달하도록 구성되거나,

수신되는 전력계측정보를 저장하였다가 저장된 전력계측정보를 중앙서버(400)로부터 데이터 요청이 수신되는 경우에 저장된 전력계측정보를 일괄로 중앙서버(400)로 전송하도록 구성될 수 있다.

상기와 같이, 제2 무선통신모듈을 이용하여 주기적 또는 실시간으로 수집되는 전력계측정보를 저장한 후 필요시 일괄 전송 가능하도록 구성되는 경우, 관리자가 전력계측정보의 활용이 필요한 경우 각각의 제1 무선통신모듈로 개별적으로 전력계측정보 전송요청이 이루어지는 경우와 비교하여 통신 패킷 및 통신 시간에 있어 유리한 장점이 있게 된다.

한편, 제2 무선통신모듈은, 제1 무선통신모듈과 무선 통신 방식에 의해 전력계측정보를 수신받고, 데이터 요청정보를 송신하는 무선통신부와, 중앙서버(400)로부터 데이터 요청정보를 수신받거나, 수신된 데이터 요청정보에 의해 전력계측정보를 송신하는 서버통신부를 포함하여 구성될 수 있으며,

이때, 서버통신부는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유선 통신 방식으로 연결되거나, 도 3에 도시된 바와 같이, 무선 통신 방식으로 연결될 수 있으며, 이와 같은 경우에는, 제2 무선통신모듈과 중앙서버(400) 사이의 이격된 거리에 따라 적어도 하나 이상의 중계기(500)가 구비되어, 중계기(500)를 통해 전송되는 데이터의 신호를 증폭시켜 서버까지 전달 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 제2 무선통신모듈은 그룹화된 다수개의 제1 무선통신모듈 각각과 무선 통신 방식으로 연결되되, 다중 접속 방식으로 연결되어, 하나의 제2 무선통신모듈의 하위 노드에 해당하는 복수개의 제1 무선통신모듈은 제2 무선통신모듈과 다중접속 통신방식에 의해 동시 접속이 가능하도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 경우, 복수개의 제1 무선통신모듈 중 어느 하나의 제1 무선통신모듈과 제2 무선통신모듈 간의 통신단절 또는 통신오류 등의 문제가 발생되더라도 나머지 제1 무선통신모듈과 제2 무선통신모듈 간의 통신은 지속적으로 유지될 수 있게 되어, 통신단절 또는 통신오류 등의 통신문제 발생에 따른 데이터 누락을 최소화할 수 있게 되어, 시스템 안정성 향상 및 관리 효율성 향상 효과가 있다.

다음으로, 중앙서버(400)는, 제2 무선통신모듈과 무선 또는 유선으로 연결되어, 제2 무선통신모듈로부터 수신되는 전력계측정보를 전달받아 과전류, 과전압 등의 이상상황을 모니터링하여, 모니터링 정보를 관리자에게 제공하도록 구성된다.

또한, 중앙서버(400)는, 제1 무선통신모듈과 제2 무선통신모듈의 어드레스를 설정하여 관리 가능하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이때 제1 무선통신모듈과 제2 무선통신모듈에는 어드레스 설정을 위한 어드레스 설정부를 포함하여 구성되도록 한다.

더불어, 중앙서버(400)는, 제1 통신모듈(200)과 제2 통신모듈(300)의 설정된 어드레스와 더불어, 제1 통신모듈(200)과 제2 통신모듈(300)의 설치 위치에 대한 정보를 함께 저장하여, 각 통신모듈에서 이상이 발생된 것으로 확인되는 경우 해당 통신모듈의 설치 위치에 대한 정보를 관리자에 제공하여 신속한 문제 해결이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

100 : 전력계측모듈
200 : 제1 통신모듈
300 : 제2 통신모듈
400 : 중앙서버
500 : 중계기

Claims (5)

1. 전력기기와 연결되어, 연결된 전력기기의 전압, 전류, 역률을 포함하는 전력계측정보를 수집하는 복수개의 전력계측모듈;
   상기 복수개의 전력계측모듈 각각에 연결되어, 상기 전력계측정보를 전달받아 무선으로 전송하는 복수개의 제1 무선통신모듈;
   상기 제1 무선통신모듈과 무선 통신 방식으로 연결되어, 상기 복수개의 제1 무선통신모듈로부터 전력계측정보를 전달받아 일괄로 전송하는 적어도 하나 이상의 제2 무선통신모듈; 및
   상기 제2 무선통신모듈과 유선 또는 무선 통신 방식으로 연결되어, 상기 제2 무선통신모듈로부터 전송되는 전력계측정보를 전달받아, 상기 복수개의 전력계측모듈을 모니터링하는 중앙서버;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 제1 무선통신모듈과 상기 제2 무선통신모듈 사이의 무선 통신은 블루투스 방식 및 다중 접속 방식을 이용하여,
   상기 제2 무선통신모듈은 블루투스 방식에 의해 상기 복수개의 제1 무선통신모듈로부터 동시에 상기 전력계측정보를 수신 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 무선통신모듈과 상기 중앙서버 사이는 무선 통신 방식에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 무선통신모듈과 상기 중앙서버 사이는 무선 통신 방식에 의해 연결되되,
   상기 제2 무선통신모듈과 중앙서버 사이의 이격된 거리에 따라 적어도 하나 이상의 중계기;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 제1 무선통신모듈을 다수개씩 적어도 하나 이상의 파트로 분류한 후, 각 파트로 분류된 다수개의 제1 무선통신모듈을 하나의 제2 무선통신모듈과 연결되도록 하여, 해당 제2 무선통신모듈과 다수개의 제1 무선통신모듈을 하나의 그룹으로 설정하여,
   상기 중앙서버는
   수신되는 전력계측정보를 설정된 그룹별로 관리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신을 이용하는 전력감시시스템.
   

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