KR20240114411A - Auxiliary sensor supported synchro phasor measurement unit and data transmission method using the synchro phasor measurement unit - Google Patents

Auxiliary sensor supported synchro phasor measurement unit and data transmission method using the synchro phasor measurement unit Download PDF

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KR20240114411A
KR20240114411A KR1020230006489A KR20230006489A KR20240114411A KR 20240114411 A KR20240114411 A KR 20240114411A KR 1020230006489 A KR1020230006489 A KR 1020230006489A KR 20230006489 A KR20230006489 A KR 20230006489A KR 20240114411 A KR20240114411 A KR 20240114411A
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이숙희
유도경
권대윤
최영호
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주식회사 그린이엔에스
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Abstract

본 발명은 동기 페이저 측정 장치 및 이를 이용한 데이터 전송방법에 관한 것으로, GPS 수신기의 1pps(1 pulse per second) 신호에 동기를 맞춰 펄스 신호를 발생시키는 위상 잠금 오실레이터와, 전력계통에서 발생되는 전압신호와 전류신호 및 측정 환경 주변의 환경정보 및 부하전력을 측정하는 센서부와, 상기 위상 잠금 오실레이터에서 출력되는 펄스신호를 동작신호로 하여 상기 센서부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기에서 출력되는 신호로부터 전압 페이저와 전류 페이저를 산출하고, 산출된 전압 페이저 및 전류 페이저를 포함하는 전력 센싱 정보에 대해 설정된 제1전송주기로 통신부를 통해 전송하고, 상기 센서부에서 검출한 환경정보 및 부하전력은 상기 제1전송주기보다 길게 설정된 제2전송주기 마다 상기 통신부를 통해 전송 처리하는 제어부를 포함할 수 있다.The present invention relates to a synchronous phasor measurement device and a data transmission method using the same, which includes a phase-locked oscillator that generates a pulse signal in synchronization with the 1pps (1 pulse per second) signal of a GPS receiver, a voltage signal generated in the power system, and Current signal and measurement environment A sensor unit that measures surrounding environmental information and load power, and an A/D that converts the analog signal output from the sensor unit into a digital signal using the pulse signal output from the phase-locked oscillator as an operation signal. A voltage phasor and a current phasor are calculated from a converter and a signal output from the A/D converter, and the power sensing information including the calculated voltage phasor and current phasor is transmitted through a communication unit at a set first transmission period, and the sensor The environmental information and load power detected by the unit may include a control unit that transmits and processes the environmental information and load power through the communication unit every second transmission cycle that is set to be longer than the first transmission cycle.

Figure P1020230006489
Figure P1020230006489

Description

외부센서 지원형 동기 페이저 측정장치와 이를 이용한 데이터 전송방법{Auxiliary sensor supported synchro phasor measurement unit and data transmission method using the synchro phasor measurement unit}External sensor supported synchro phasor measurement unit and data transmission method using the synchro phasor measurement unit}

본 발명은 외부센서 지원형 동기 페이저 측정장치와 이를 이용한 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 전력의 동기 페이저 측정 환경에서, 전압과 전류, 페이저, 주파수 등 전기적인 측정요소 외의 다른 센서에서 검출된 데이터를 함께 측정하여 전송할 수 있는 동기 페이저 측정장치와 이를 이용한 데이터 전송방법에 관한 것이다.The present invention relates to an external sensor-supported synchronous phasor measurement device and a data transmission method using the same. More specifically, in a synchronous phasor measurement environment of power, detection is performed by sensors other than electrical measurement elements such as voltage, current, phasor, and frequency. This relates to a synchronous phasor measurement device that can measure and transmit the same data and a data transmission method using the same.

전력계통은 발전소, 변전소 및 부하를 송전선으로 연결하여 전력의 발생에서 소비까지 이루어지는 하나의 시스템으로써, 전력을 발전하는 발전계통, 발전계통에서 발전된 전력을 전송하는 송전계통, 송전계통을 통해 공급되는 전력을 수용가로 분배하는 배전계통을 포함하여 구성된다.The power system is a system that goes from power generation to consumption by connecting power plants, substations, and loads with transmission lines. The power generation system that generates power, the transmission system that transmits power generated from the power generation system, and the power supplied through the transmission system. It consists of a distribution system that distributes to consumers.

이러한 전력계통은 전력의 생성과 소비에 대한 수요와 공급이 안정적으로 이루어져야 하므로 전력수요의 감시가 지속적으로 이루어져야 한다. 초기의 소규모 계통에서는 전력수요의 감시가 용이하였으나 점차 산업의 고도화, 정보화로 전력수요가 증가하고 신재생에너지를 이용한 발전이 증가함에 따라 전력설비도 대규모화, 복잡화되어 지금까지 수행하여 온 인위적인 방법으로 계통을 효과적으로 운용하기에 한계점에 도달하였다.In this power system, demand and supply for generation and consumption of power must be stable, so power demand must be continuously monitored. In the early days, it was easy to monitor power demand in small-scale systems, but as power demand gradually increased due to industrial advancement and informatization, and as power generation using new and renewable energy increased, power facilities also became large-scale and complex, and were replaced by the artificial methods that have been performed so far. The limit to operating the system effectively has been reached.

따라서, 컴퓨터로 정보를 수집, 처리, 분석 및 제어하는 기능과 통신기능을 응용하여 전력계통 운용업무의 효율적인 수행을 위한 설비 종합자동화가 급속히 추진되고 있다. Therefore, comprehensive automation of equipment for efficient performance of power system operation tasks is being promoted rapidly by applying computer-based information collection, processing, analysis, and control functions and communication functions.

설비 종합자동화 방법의 일례로는 실시간 전압안정도 해석 방법, 광역 전압안정도 평가 방법 등이 있다. 실시간 전압안정도 해석은 동기 페이저 측정 장치(PMU;Phasor Measurement Unit)가 개발된 이후로 연구가 활발하게 진행되고 있다. Examples of comprehensive facility automation methods include real-time voltage stability analysis methods and wide-area voltage stability evaluation methods. Real-time voltage stability analysis has been actively researched since the development of the synchronous phasor measurement unit (PMU).

동기 페이저 측정장치(PMU)는 계통의 변전소 등에 연결되어 실시간으로 전압과 전류를 페이저(Phasor) 형태로 측정하는 장치이다. 이러한 동기 페이저 측정장치는 기존의 측정 장비와는 다르게 GPS를 통하여 매우 정밀하게 시각 동기화되며, 샘플링(Sampling) 주기가 매우 짧아, 더 빠르게 더 많은 정보를 취득할 수 있으며 국내 공개특허 제10-2009-0028265호(2009년 3월 18일 공개, 데이터 압축 전송을 수행하는 PMU) 등에 기재되어 있다.A synchronous phasor measurement unit (PMU) is a device that is connected to a substation in the system and measures voltage and current in real time in the form of a phasor. Unlike existing measurement equipment, this synchronous phasor measurement device is very precisely time-synchronized through GPS and has a very short sampling period, allowing more information to be acquired more quickly. Domestic Public Patent No. 10-2009- It is described in No. 0028265 (published on March 18, 2009, PMU performing data compression transmission).

위의 공개특허 등에는 동기 페이저 측정장치(PMU)들은 외부로부터 전송을 받는 동기신호에 의해 동기화되어 정밀한 측정시각 기준하에 시설 모선의 전압 페이저와 연결선로의 전류 페이저를 측정하고, 그 측정한 값들을 네트워크에 연결된 PDC(Phasor Data Concentrator)로 전송하도록 구성되어 있다.In the above published patents, synchronous phasor measurement units (PMUs) are synchronized by a synchronization signal transmitted from the outside, measure the voltage phasor of the facility bus bar and the current phasor of the connection line under a precise measurement time standard, and record the measured values. It is configured to transmit to a PDC (Phasor Data Concentrator) connected to the network.

그리고 PDC는 네트워크에 연결된 PMU들로부터 전송되는 전압 페이저와 전류 페이저 값들을 수신 받아 이를 광역 감시 센터로 제공해 주어 송전망의 전력을 측정 및 전력량 모니터링이 가능하게 한다. In addition, the PDC receives voltage phasor and current phasor values transmitted from PMUs connected to the network and provides them to the wide area monitoring center, enabling measurement and monitoring of power in the transmission network.

한편, 최근 스마트그리드의 대두와 함께 국내외적으로 도서지방이나 오지에서는 풍력, 태양광 등의 분산전원과 에너지 저장장치를 이용하여 기존 전력망과 독립된 형태의 마이크로그리드 전력망이 많이 사용되고 있으나, 고장이 많고 낮은 신뢰성으로 인해 빈번한 유지보수가 필요하다. Meanwhile, with the recent emergence of smart grids, microgrid power grids that are independent of the existing power grid using distributed power sources such as wind power and solar power and energy storage devices are being widely used in islands and remote areas at home and abroad, but they are prone to failures and have low Reliability requires frequent maintenance.

그런데, 기존의 동기 페이저 측정장치(PMU)는 신재생 발전원인 태양광 발전과 풍력 발전 등과 같이 환경 및 기상 데이터와 전력을 사용하는 가정 및 산업부하와의 상관관계가 있는 데이터를 제공하지 못하는 단점이 있다.However, the existing synchronous phasor measurement unit (PMU) has the disadvantage of not being able to provide data that is correlated with environmental and weather data, such as solar power generation and wind power generation, which are renewable power generation sources, and household and industrial loads that use power. there is.

또한, 별도의 기상함을 설치하여 취득할 경우 시각 동기화 장치가 없는 데이터 로거의 경우 최종 수집시스템의 시간 정보를 활용하여야 하므로 동기 페이저 측정장치(PMU)에서 취득한 데이터와 시간 오차가 발생하게 된다. In addition, when acquiring data by installing a separate weather box, in the case of a data logger without a time synchronization device, time information from the final acquisition system must be used, resulting in a time error with the data acquired from the synchronous phasor measurement unit (PMU).

또한, PMU 또는 PDC에 직접 데이터를 전송하기 위하여 TCP/IP 또는 UDP 등 이더넷 통신방식을 사용해야 하나 대부분의 기상함 장비의 경우 시리얼 기반의 데이터 전송방식을 채택하고 있어 원거리 전송을 위하여 별도의 미디어 컨버터 장비를 사용하며, 이 또한 데이터 가공 및 전송하는 프로세스를 거치면서 시간 지연이 발생하여 GPS시각 동기 방식으로 전압, 전류 데이터를 수집하는 PMU와는 동기화에 대한 신뢰성이 결여되는 단점이 있다.In addition, in order to transmit data directly to the PMU or PDC, an Ethernet communication method such as TCP/IP or UDP must be used, but most weather ship equipment adopts a serial-based data transmission method, so separate media converter equipment is required for long-distance transmission. This also has the disadvantage of lacking reliability in synchronization with the PMU that collects voltage and current data using GPS time synchronization because time delays occur during the data processing and transmission process.

가정이나 산업부하에서는 전력 공급에 대해 수동적으로 사용을 하고 있으나, 부하감축을 통한 에너지 절감을 위한 계획이나 수요반응(DR: Demand Response)과 같은 능동적인 방안을 추진하기 위해서는 전력사용 기기나 설비의 사용현황을 모니터링할 필요가 있다.Home and industrial loads use power supply passively, but in order to promote active measures such as plans to save energy through load reduction or demand response (DR), the usage status of power-using devices and facilities is monitored. needs to be monitored.

한편, 전압 페이저와 전류 페이저를 주변의 환경정보와 함께 부하단에 동기 페이저 측정장치(PMU)에서 전송하는 방식을 고려할 수 있으나, 이 경우 상대적으로 시간경과에 따른 변화가 급격하게 이루어지지 않는 기상 및 환경정보의 특성을 고려하여 데이터 전송효율을 향상시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.On the other hand, it is possible to consider a method of transmitting the voltage phasor and current phasor along with surrounding environmental information from a synchronous phasor measurement unit (PMU) to the load, but in this case, weather and current phasors do not change relatively rapidly over time. There is a need for a method to improve data transmission efficiency by considering the characteristics of environmental information.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전압 및 전류 페이저 정보와 별도의 외부센서에서 측정한 정보를 시각 동기화된 데이터로 제공할 수 있는 동기 페이저 측정 장치와 이를 이용한 데이터 전송방법을 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention to solve the above problems is a synchronous phasor measurement device that can provide time-synchronized data with voltage and current phasor information and information measured by a separate external sensor, and data transmission using the same. It provides a method.

특히, 본 발명은 시간경과에 따른 변화율이 상대적으로 적은 기상환경 정보를 효율적으로 전송하고, 전력부하 모니터링(Nonintrusive Load Monitoring, NILM) 기반의 부하감축 및 수요반응(DR)이 가능한 기능 확장형 동기 페이저 측정장치와 그 데이터 전송방법을 제공함에 목적이 있다.In particular, the present invention efficiently transmits weather environment information with a relatively small change rate over time, and provides an expanded synchronous phasor measurement that enables load reduction and demand response (DR) based on nonintrusive load monitoring (NILM). The purpose is to provide a device and a method of transmitting its data.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 동기 페이저 측정 장치는, GPS 수신기의 1pps(1 pulse per second) 신호에 동기를 맞춰 펄스 신호를 발생시키는 위상 잠금 오실레이터와, 전력계통에서 발생되는 전압신호와 전류신호 및 측정 환경 주변의 환경정보 및 부하전력을 측정하는 센서부와, 상기 위상 잠금 오실레이터에서 출력되는 펄스신호를 동작신호로 하여 상기 센서부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기에서 출력되는 신호로부터 전압 페이저와 전류 페이저를 산출하고, 산출된 전압 페이저 및 전류 페이저를 포함하는 전력 센싱 정보에 대해 설정된 제1전송주기로 통신부를 통해 전송하고, 상기 센서부에서 검출한 환경정보 및 부하전력은 상기 제1전송주기보다 길게 설정된 제2전송주기 마다 상기 통신부를 통해 전송 처리하는 제어부를 포함할 수 있다.A synchronous phasor measurement device according to one aspect of the present invention for solving the above technical problems includes a phase-locked oscillator that generates a pulse signal in synchronization with the 1pps (1 pulse per second) signal of the GPS receiver, and A sensor unit that measures the generated voltage signal, current signal, environmental information around the measurement environment, and load power, and the pulse signal output from the phase-locked oscillator is used as an operation signal, and the analog signal output from the sensor unit is converted into a digital signal. A voltage phasor and a current phasor are calculated from a converting A/D converter and a signal output from the A/D converter, and the power sensing information including the calculated voltage phasor and current phasor is transmitted through the communication unit at a first transmission period set for the power sensing information. It may include a control unit that transmits and processes the environmental information and load power detected by the sensor unit through the communication unit every second transmission cycle that is set to be longer than the first transmission cycle.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2전송주기 마다 송신되는 환경정보 및 부하전력은, 이전 정보와 동일한 경우 전송하지 않을 수 있다.In an embodiment of the present invention, the environmental information and load power transmitted every second transmission cycle may not be transmitted if they are the same as the previous information.

본 발명의 실시 예에서, 상기 환경정보는, 온도, 습도, 풍향, 풍속, 일사량, 운량, 미세먼지량 중 적어도 하나 이상의 정보일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the environmental information may be at least one of temperature, humidity, wind direction, wind speed, solar radiation, cloudiness, and fine dust amount.

본 발명의 다른 측면에 따른 동기 페이저 측정 장치를 이용한 데이터 전송 방법은, 상기 동기 페이저 측정 장치를 이용한 데이터 전송방법으로서, a) 제어부에서 설정된 제1전송주기가 되었는지 판단하는 단계와, b) 제1전송주기가 되었으면, 전력 센싱 정보를 통신부를 통해 전송하는 단계와, c) 상기 제어부에서 설정된 제2전송주기가 되었는지 판단하는 단계와, d) 제2전송주기가 되었으면, 현재 환경정보 및 부하전력 정보와 이전 상태의 환경정보 및 부하전력 정보가 동일한지 판단하는 단계와, e) 상기 d) 단계의 판단결과 동일하지 않은 경우에만 현재 검출된 환경정보 및 부하전력 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.A data transmission method using a synchronous phasor measurement device according to another aspect of the present invention is a data transmission method using the synchronous phasor measurement device, comprising the steps of a) determining whether the first transmission period set in the control unit has reached, and b) the first transmission period. When the transmission cycle has arrived, transmitting power sensing information through the communication unit; c) determining whether the second transmission cycle set in the control unit has reached; d) when the second transmission cycle has arrived; current environmental information and load power information; It may include the step of determining whether the environmental information and load power information of the previous state are the same, and e) transmitting the currently detected environmental information and load power information only if the determination result of step d) is not the same. .

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2전송주기는 제1전송주기의 정수배일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second transmission period may be an integer multiple of the first transmission period.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2전송주기는 조작부를 통해 사용자가 주기를 변경할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second transmission cycle can be changed by the user through the control panel.

본 발명은 전압 및 전류 페이저를 포함하는 전력 센싱 정보와 함께 기상정보 및 정밀 전력부하도 시각 동기화하여 데이터로 제공할 수 있어 에너지 자립형 전력망 또는 마이크로그리드 및 빌딩 EMS(BEMS) , 공장 EMS(FEMS) 운영에 장점을 제공한다.The present invention can provide power sensing information including voltage and current phasors as well as weather information and precise power load as data in time synchronization, enabling energy-independent power grid or microgrid and building EMS (BEMS) and factory EMS (FEMS) operations. provides advantages to

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 동기 페이저 측정 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1의 동기 페이저 측정 장치의 데이터 전송을 위한 처리과정을 나타내 보인 흐름도이다.
1 is a block diagram of a synchronous phasor measurement device according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing process for data transmission of the synchronous phasor measurement device of FIG. 1.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.In order to fully understand the configuration and effects of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms and various changes can be made. However, the description of this embodiment is provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to fully inform those skilled in the art of the present invention of the scope of the invention. In the attached drawings, components are shown enlarged in size for convenience of explanation, and the proportions of each component may be exaggerated or reduced.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.Terms such as 'first' and 'second' may be used to describe various components, but the components should not be limited by the above terms. The above terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a 'first component' may be named a 'second component' without departing from the scope of the present invention, and similarly, a 'second component' may also be named a 'first component'. You can. Additionally, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. Unless otherwise defined, terms used in the embodiments of the present invention may be interpreted as meanings commonly known to those skilled in the art.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 동기 페이저 측정 장치 및 이를 이용한 데이터 전송방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a synchronous phasor measurement device and a data transmission method using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 외부 센싱 정보 송신 지원형 동기 페이저 측정장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a synchronous phasor measurement device supporting external sensing information transmission according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명 외부 센싱 정보 송신 지원형 동기 페이저 측정장치(PMU: Phasor Measurement Unit, 100)는, GPS 수신기(110)와, 위상 잠금 오실레이터(Phase-Locked Oscillator, 120)와, 센서부(130)와, 노이즈 필터(140)와, A/D 변환기(150)와, 제어부(160)와, 조작부(163)와, 기억부(165) 및 통신부(170)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, the synchronous phasor measurement unit (PMU: Phasor Measurement Unit, 100) supporting external sensing information transmission according to the present invention includes a GPS receiver (110), a phase-locked oscillator (120), and a sensor. It is configured to include a unit 130, a noise filter 140, an A/D converter 150, a control unit 160, an operation unit 163, a storage unit 165, and a communication unit 170.

GPS 수신기(110)는 GPS 위성으로부터 좌표 및 시간을 포함하는 GPS신호를 수신하며, 세계표준시에 해당하는 시간데이터와 매초에 한 번씩 1pps(Pulse Per Second)신호를 출력한다. The GPS receiver 110 receives GPS signals including coordinates and time from GPS satellites, and outputs time data corresponding to world standard time and a 1pps (Pulse Per Second) signal once every second.

위상 잠금 오실레이터(Phase-Locked Oscillator)(120)는 GPS수신기(110)에서 1초마다 출력되는 1pps 신호를 수신하여, 펄스 신호를 발생시킨다.The phase-locked oscillator 120 receives a 1pps signal output every second from the GPS receiver 110 and generates a pulse signal.

센서부(130)는 전력계통에서 발생되는 전압신호와 전류신호 및 측정환경 주변의 기상정보를 측정한다.The sensor unit 130 measures voltage signals and current signals generated in the power system and weather information around the measurement environment.

센서부(130)는 전압측정센서(131), 전류측정센서(133) 및 외부 정보 측정센서(135)를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 더 다양한 센서를 포함할 수 있다.The sensor unit 130 may include a voltage measurement sensor 131, a current measurement sensor 133, and an external information measurement sensor 135, and may include more various sensors as needed.

전압측정센서(131)는 전력계통에서 발생되는 전압을 측정하며, 전류측정센서(133)는 전력계통에서 발생되는 전류를 측정한다. The voltage measurement sensor 131 measures the voltage generated in the power system, and the current measurement sensor 133 measures the current generated in the power system.

일 예로서, 전압측정센서(131)는 3상 모선전압을 측정하고, 전류측정센서(133)는 3상 송전선로(T/L)의 전류 또는 변압기 전류를 측정할 수 있다.As an example, the voltage measurement sensor 131 can measure a three-phase bus voltage, and the current measurement sensor 133 can measure the current of a three-phase transmission line (T/L) or transformer current.

외부 정보 측정센서(135)는 온도, 습도, 풍향, 풍속, 일사량, 운량, 전력부하 중 적어도 하나의 외부 정보를 측정하는 센서일 수 있다.The external information measurement sensor 135 may be a sensor that measures at least one external information among temperature, humidity, wind direction, wind speed, solar radiation, cloud cover, and power load.

노이즈 필터(140)는 센서부(130)에서 출력되는 검출신호인 아날로그 신호에 포함된 노이즈를 제거하여 출력한다.The noise filter 140 removes noise included in the analog signal, which is a detection signal output from the sensor unit 130, and outputs it.

노이즈 필터(140)는 센서부(130)에서 측정된 전력계통의 아날로그 전압신호, 전류신호 및 외부 환경정보를 디지털 신호로 변환시킬 경우에 발생될 수 있는 앨리어싱을 방지하기 위해서 수신된 아날로그 전압신호, 전류신호 및 외부 센서에 대해 미리 설정해 놓은 고주파수 대역의 신호를 제거시키는 필터링 작업을 수행하는 것일 수 있다.The noise filter 140 is used to prevent aliasing that may occur when converting the analog voltage signal, current signal, and external environmental information of the power system measured by the sensor unit 130 into a digital signal. Filtering may be performed to remove signals in a high frequency band preset for current signals and external sensors.

A/D 변환기(150)는 위상 잠금 오실레이터(120)에서 출력되는 펄스신호를 동작신호(동기 신호)로 하여 센서부(130)에서 노이즈 필터(140)를 거쳐 출력되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환한다.The A/D converter 150 uses the pulse signal output from the phase-locked oscillator 120 as an operation signal (synchronization signal) and converts the analog signal output from the sensor unit 130 through the noise filter 140 into a digital signal. do.

제어부(160)는 A/D 변환기(150)에서 출력되는 신호로부터 전압 페이저와 전류 페이저를 산출하고, 산출된 전압 페이저 및 전류 페이저를 포함하는 전력 센싱 정보와 외부 센싱 정보를 설정된 전송방식에 따라 통신부(170)를 통해 목적지 통신주소로 전송되게 처리한다.The control unit 160 calculates a voltage phasor and a current phasor from the signal output from the A/D converter 150, and transmits power sensing information including the calculated voltage phasor and current phasor and external sensing information to the communication unit according to a set transmission method. It is processed to be transmitted to the destination communication address through (170).

여기서, 제어부(160)는 DFT(Discrete Fourier Transform) 알고리즘으로 A/D 변환기(150)에서 출력되는 디지털 신호를 고속으로 처리하는 FFT(Fast Fourier Transform)을 기반으로 연산을 하여 전압과 전류의 계측 데이터를 크기(Magnitude)와 위상(Phase angle)으로 나타내는 전압 페이저와 전류 페이저로 산출할 수 있다.Here, the control unit 160 performs calculations based on FFT (Fast Fourier Transform), which processes the digital signal output from the A/D converter 150 at high speed using a DFT (Discrete Fourier Transform) algorithm to obtain measurement data of voltage and current. can be calculated as a voltage phasor and a current phasor expressed in magnitude and phase angle.

또한, 산출된 전압 페이저와 전류 페이저를 포함하는 전력 센싱 정보와 외부 센싱 정보를 시간정보와 함께 설정된 전송방식에 따라 통신부(170)를 통해 전송되도록 처리할 수 있다.In addition, power sensing information and external sensing information including the calculated voltage phasor and current phasor can be processed to be transmitted through the communication unit 170 according to a set transmission method along with time information.

바람직하게는 제어부(160)는 산출된 전압 페이저 및 전류 페이저를 포함하는 전력 센싱 정보에 대해 설정된 제1전송주기로 통신부(170)를 통해 목적지 통신주소로 전송 처리한다. Preferably, the control unit 160 transmits the calculated power sensing information including the voltage phasor and the current phasor to the destination communication address through the communication unit 170 at a set first transmission cycle.

또한, 외부 센싱 정보는 제1전송주기보다 길게 설정된 제2전송주기 마다 전송여부를 설정된 전송결정방식에 따라 결정하고 전송으로 결정되면 통신부(170)를 통해 목적지 통신주소로 전송되게 처리한다. In addition, the external sensing information is processed to be transmitted to the destination communication address through the communication unit 170 when transmission is determined according to the set transmission decision method every second transmission cycle that is longer than the first transmission cycle.

더욱 바람직하게는 제어부(160)는 제2전송주기마다 현재 측정된 기상정보가 이전에 전송된 외부 센싱 정보와 동일한 값이면 현재 정보를 전송하지 않고, 제2전송주기마다 현재 측정된 센싱 정보가 이전에 전송된 정보와 다른 값이면 현재 정보를 전송하도록 할 수 있다.More preferably, the control unit 160 does not transmit the current information if the currently measured weather information in each second transmission cycle is the same as the previously transmitted external sensing information, and the currently measured sensing information in each second transmission cycle is not transmitted. If the value is different from the information transmitted, the current information can be transmitted.

도 2는 도 1의 동기 페이저 측정 장치를 이용한 데이터 전송방법의 처리 과정 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart of a data transmission method using the synchronous phasor measurement device of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 제어부(160)는 제1전송주기가 되었는지를 판단하고(S210), 제1전송주기가 된 것으로 판단되면 A/D 변환기(150)에서 출력되는 신호로부터 산출된 현재의 전압 페이저와 전류 페이저를 포함하는 현재 외부 정보 측정센서(135)의 센싱정보를 통신부(170)를 통해 목적지 통신주소로 전송되게 송신 처리한다(S220).Referring to FIG. 2, the control unit 160 determines whether the first transmission cycle has reached (S210), and when it is determined that the first transmission cycle has reached the current voltage calculated from the signal output from the A/D converter 150. The current sensing information of the external information measurement sensor 135, including the phasor and the current phasor, is transmitted and processed to be transmitted to the destination communication address through the communication unit 170 (S220).

이때, 송신은 통신망(200)을 통해 PDC(Phasor Data Concentrator, 300)로 데이터를 전송하고, PDC(300)들은 모니터링 서버(400)로 수집된 데이터를 송신하여, 모니터링 서버(400)에서 모니터링을 수행할 수 있도록 한다.At this time, data is transmitted to the PDC (Phasor Data Concentrator, 300) through the communication network 200, and the PDCs 300 transmit the collected data to the monitoring server 400, and the monitoring server 400 performs monitoring. enable it to be performed.

또한, 제어부(160)는 제1전송주기보다 길게 설정된 제2전송주기가 되었는지를 판단하고(S230), 제2전송주기가 된 것으로 판단되면 현재 측정된 정보가 이전에 전송된 정보와 동일한 값인지를 판단한다(S240).In addition, the control unit 160 determines whether the second transmission cycle is set to be longer than the first transmission cycle (S230), and when it is determined that the second transmission cycle has arrived, it determines whether the currently measured information is the same as the previously transmitted information. Determine (S240).

이전에 전송된 정보는 기억부(165)에 저장되어 있는 것으로 하며, 현재 정보 역시 기억부(165)에 저장한다.Previously transmitted information is assumed to be stored in the storage unit 165, and current information is also stored in the storage unit 165.

제어부(160)는 S240단계에서 측정된 현재 정보가 이전에 전송된 정보와 다른 값이면 현재 정보를 전송 처리한다(S250).If the current information measured in step S240 is different from the previously transmitted information, the control unit 160 transmits the current information (S250).

이와는 다르게 단계 240에서 현재 측정된 정보가 이전에 전송된 정보와 같은 값이면 현재 정보를 전송하지 않는다.In contrast, if the currently measured information in step 240 is the same as the previously transmitted information, the current information is not transmitted.

바람직하게는 제2전송주기는 제1전송주기의 정수배로 설정될 수 있다. 예를 들면, 제1전송주기는 1/60초로 설정되고, 제2전송주기는 1초로 설정될 수 있다. Preferably, the second transmission period may be set to an integer multiple of the first transmission period. For example, the first transmission period may be set to 1/60 second, and the second transmission period may be set to 1 second.

조작부(163)는 제1전송주기와 제2전송주기를 제어부(160)의 지원 하에 사용자가 설정할 수 있도록 하는 입력 수단이다.The manipulation unit 163 is an input means that allows the user to set the first and second transmission cycles with the support of the control unit 160.

기억부(165)는 제어부(160)에 제어되어 기록대상 정보 예를 들면 현재 전송하기로 결정된 기상정보 값을 다음에 변동여부를 비교하기 위해 기록해 놓기 위해 이용될 수 있다. The storage unit 165 is controlled by the control unit 160 and can be used to record recording target information, for example, weather information values currently decided to be transmitted, to compare changes in the future.

통신부(170)는 제어부(160)에 제어되어 전송대상 정보를 통신망(200)을 통해 PDC(Phasor Data Concentrator)(300)로 전송되게 처리하고, PDC(300)들은 모니터링 서버(400)로 수집된 정보를 전송하도록 구축될 수 있다. 여기서, PDC(300)들은 통신망(200)을 통해 모니터링 서버(400)로 수집된 정보를 전송하도록 구축된다.The communication unit 170 is controlled by the control unit 160 and processes the transmission target information to be transmitted to the PDC (Phasor Data Concentrator) 300 through the communication network 200, and the PDC 300 collects data from the monitoring server 400. It can be built to transmit information. Here, the PDCs 300 are constructed to transmit collected information to the monitoring server 400 through the communication network 200.

따라서, 모니터링 서버(400)에서는 수집된 정보에 대해 외부 센싱 정보가 수신되지 않으면 이전 값과 동일한 값으로 유지된다고 판단하여 처리하도록 구축되면 되고, 상대적으로 시간경과에 따른 변화가 적은 외부 센싱 정보에 대한 데이터 전송효율, 데이터의 저장을 위한 기억장소의 활용효율 및 분석을 위한 처리효율을 모두 향상시킬 수 있다.Therefore, the monitoring server 400 can be constructed to process the collected information by determining that if external sensing information is not received, it will remain the same as the previous value, and the monitoring server 400 can be configured to process the collected information with relatively little change over time. Data transmission efficiency, storage utilization efficiency for data storage, and processing efficiency for analysis can all be improved.

이러한 외부 환경정보 송신 지원형 동기 페이저 측정장치에 의하면, 전압 및 전류 페이저 정보를 포함한 전력 센싱 정보와 함께 외부 센싱 정보도 시각 동기화 데이터로 제공할 수 있으면서 외부 센싱 정보의 전송주기를 전력 센싱 정보 보다 길게 적용함으로써 데이터 전송효율도 향상시키고, 저장 리소스의 활용 효율도 향상시키는 장점을 제공한다.According to this synchronous phasor measurement device that supports external environmental information transmission, external sensing information as well as power sensing information including voltage and current phasor information can be provided as time synchronization data, and the transmission cycle of external sensing information can be longer than that of power sensing information. By applying it, it provides the advantage of improving data transmission efficiency and improving the utilization efficiency of storage resources.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, they are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent scope of embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

110:GPS 수신기 120:위상 잠금 오실레이터
130:센서부 140:노이즈 필터
150:A/D 변환기 160:제어부
170:통신부
110:GPS receiver 120:Phase-locked oscillator
130: sensor unit 140: noise filter
150: A/D converter 160: Control unit
170:Department of Communications

Claims (6)

GPS 수신기의 1pps(1 pulse per second) 신호에 동기를 맞춰 펄스 신호를 발생시키는 위상 잠금 오실레이터;
전력계통에서 발생되는 전압신호와 전류신호 및 측정 환경 주변의 환경정보 및 부하전력을 측정하는 센서부;
상기 위상 잠금 오실레이터에서 출력되는 펄스신호를 동작신호로 하여 상기 센서부에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하는 A/D 변환기; 및
상기 A/D 변환기에서 출력되는 신호로부터 전압 페이저와 전류 페이저를 산출하고, 산출된 전압 페이저 및 전류 페이저를 포함하는 전력 센싱 정보에 대해 설정된 제1전송주기로 통신부를 통해 전송하고, 상기 센서부에서 검출한 환경정보 및 부하전력은 상기 제1전송주기보다 길게 설정된 제2전송주기 마다 상기 통신부를 통해 전송 처리하는 제어부를 포함하는 동기 페이저 측정 장치.
A phase-locked oscillator that generates pulse signals in synchronization with the 1 pps (1 pulse per second) signal from the GPS receiver;
A sensor unit that measures voltage signals and current signals generated in the power system, environmental information around the measurement environment, and load power;
An A/D converter that converts the analog signal output from the sensor unit into a digital signal by using the pulse signal output from the phase-locked oscillator as an operation signal; and
Calculate a voltage phasor and a current phasor from the signal output from the A/D converter, transmit the power sensing information including the calculated voltage phasor and current phasor through a communication unit at a set first transmission cycle, and detect it in the sensor unit. A synchronous phasor measurement device comprising a control unit that transmits and processes environmental information and load power through the communication unit every second transmission cycle that is set to be longer than the first transmission cycle.
제1항에 있어서,
상기 제2전송주기 마다 송신되는 환경정보 및 부하전력은,
이전 정보와 동일한 경우 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 동기 페이저 측정 장치.
According to paragraph 1,
The environmental information and load power transmitted every second transmission cycle are,
A synchronous phasor measurement device characterized in that it does not transmit if it is identical to the previous information.
제2항에 있어서,
상기 환경정보는,
온도, 습도, 풍향, 풍속, 일사량, 운량, 미세먼지량 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 페이저 측정 장치.
According to paragraph 2,
The environmental information above is,
A synchronous phasor measurement device comprising at least one of temperature, humidity, wind direction, wind speed, solar radiation, cloud cover, and fine dust amount.
제1항의 동기 페이저 측정 장치를 이용한 데이터 전송방법으로서,
a) 제어부에서 설정된 제1전송주기가 되었는지 판단하는 단계;
b) 제1전송주기가 되었으면, 전력 센싱 정보를 통신부를 통해 전송하는 단계;
c) 상기 제어부에서 설정된 제2전송주기가 되었는지 판단하는 단계;
d) 제2전송주기가 되었으면, 현재 환경정보 및 부하전력 정보와 이전 상태의 환경정보 및 부하전력 정보가 동일한지 판단하는 단계; 및
e) 상기 d) 단계의 판단결과 동일하지 않은 경우에만 현재 검출된 환경정보 및 부하전력 정보를 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송방법.
A data transmission method using the synchronous phasor measurement device of claim 1,
a) determining whether the first transmission period set by the control unit has reached;
b) When the first transmission cycle has arrived, transmitting power sensing information through the communication unit;
c) determining whether the second transmission period set by the control unit has reached;
d) When the second transmission cycle has arrived, determining whether the current environment information and load power information and the previous state environment information and load power information are the same; and
e) A data transmission method comprising transmitting the currently detected environmental information and load power information only when the determination result in step d) is not the same.
제4항에 있어서,
상기 제2전송주기는 제1전송주기의 정수배인 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
According to paragraph 4,
A data transmission method, characterized in that the second transmission period is an integer multiple of the first transmission period.
제5항에 있어서,
상기 제2전송주기는 조작부를 통해 사용자가 주기를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
According to clause 5,
The second transmission cycle is a data transmission method characterized in that the user can change the cycle through the control panel.
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