WO2016010230A1

WO2016010230A1 - Iec61850와 opc ua 간의 상호 호환 방법 및 그 기록 매체

Info

Publication number: WO2016010230A1
Application number: PCT/KR2015/003233
Authority: WO
Inventors: 신인재; 송병권
Original assignee: 서경대학교 산학협력단
Priority date: 2014-07-17
Filing date: 2015-04-01
Publication date: 2016-01-21
Also published as: KR101574524B1

Abstract

본 발명은 IEC61850와 OPC UA 간의 정합을 통해 상호 호환성을 구현함으로써 OPC UA Client에서 IEC61850을 사용하는 변전소를 운영 관리할 수 있는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법 및 그 기록 매체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법은, IEC61850 정보 모델을 OPC UA에서 정의한 정보 모델 형태로 모델링하는 제1 단계와; 상기 OPC UA의 어드레스 스페이스(Address Space)에 상기 제1 단계를 통해 모델링된 IEC61850 정보 모델을 추가하여 노드(Node)로 보유하는 제2 단계; 및 IPC(InterProcessor Communication)를 이용하여 상기 IEC61850과 상기 OPC UA를 상호 연결하여 상기 IEC61850와 상기 OPC UA를 상호 정합하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법 및 그 기록 매체

본 발명은 이기종 통신 프로토콜 간의 호환성을 구현하기 위한 기술로서, 특히 IEC61850와 OPC UA 간의 정합을 통해 상호 호환성을 구현할 수 있도록 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법 및 그 기록 매체에 관한 것이다.

OPC UA(IEC62541)는 SG(Smart Grid) 응용 플랫폼 간에 연계 프로토콜로서, 2012년 12월에 IEC TC57 그룹에서 IEC62541로 표준화되었다. IEC61850은 디지털 변전소 및 스마트 배전 시스템에서 사용되는 SCADA 표준 프로토콜이고, DNP3.0은 RTU나 IED와 같은 장비에 대해 데이터 수집/제어를 위한 프로토콜로서 기존 배전 자동화시스템에서 사용되고 있다. DLMS/COSEM은 전기 계량기를 제어하고 정보를 수집하기 위한 프로토콜로서 스마트계량기에서 사용되고 있다. 최상위 SG 운영 플랫폼에서 IEC61850 이나 DNP3.0을 비롯한 다양한 전력 IT 시스템들을 투명하게 관리하기 위해서는 프로토콜에 독립적인 미들웨어가 필요하다.

OPC UA와 같은 표준 미들웨어는 IEC61850, DNP3.0, DLMS/COSEM과 같은 다양한 종류의 SCADA 프로토콜을 통합 관리해야 한다. 따라서, 최상위 SG 운영 시스템은 OPC UA프로토콜을 다양한 종류의 SCADA 프로토콜로 변환하거나 역변환하는 프로토콜 컨버터가 필요하다.

특히, 변전소 자동화 통신 프로토콜인 IEC61850 기반의 디지털변전소, 스마트 배전시스템 및 기존 배전 자동화 시스템을 단일 OPC UA 클라이언트로 통합 관리할 수 있으면서, 더 나아가 변전소의 운영 및 관리 항목을 실시간으로 손쉽게 추가하여 IEC61850 정보를 운영 관리할 수 있는 호환 기술이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 필요성을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 IEC61850와 OPC UA 간의 정합을 통해 상호 호환성을 구현함으로써 OPC UA Client에서 IEC61850을 사용하는 변전소를 운영 관리할 수 있는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법 및 그 기록 매체를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법은, IEC61850 정보 모델을 OPC UA에서 정의한 정보 모델 형태로 모델링하는 제1 단계와; 상기 OPC UA의 어드레스 스페이스(Address Space)에 상기 제1 단계를 통해 모델링된 IEC61850 정보 모델을 추가하여 노드(Node)로 보유하는 제2 단계; 및 IPC(InterProcessor Communication)를 이용하여 상기 IEC61850과 상기 OPC UA를 상호 연결하여 상기 IEC61850와 상기 OPC UA를 상호 정합하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 제1 단계에 있어서, 상기 IEC61850 정보 모델을 구성하는 로지컬 노드 클래스(Logical Node Class), 로지컬 노드 데이터 (Logical Node Data), CDC(Common Data Class)는 오브젝트 타입(Object Type)으로 모델링하고, 로지컬 노드(Logical Node)는 오브젝트(Object)로 모델링하고, CDC 데이터 속성(CDC DataAttribute)은 상기 OPC UA의 정보 모델에서 정의한 변수(Variable)로 모델링하며, CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)은 변수 타입(Variable Type)으로 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법 및 그 기록 매체에 의하면, OPC UA Client에서 어드레스 스페이스(Address Space) 목록을 통해 변전소의 운영 및 관리 항목을 실시간으로 추가하여 IEC61850 정보를 손쉽게 운영 관리할 수 있는 바, 전력 인프라의 상호 호환성, 신뢰성, 효율성 등을 향상시킬 수 있고, 공급자 및 소비자 간의 실시간 전력정보를 교환하는 것도 가능하게 되는 탁월한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 IEC61850와 OPC UA 간의 호환 방법을 나타낸 블록 순서도.

도 2는 본 발명에 따른 IEC61850의 데이터 모델과 OPC UA 간의 정합을 나타낸 개념도.

도 3은 본 발명의 IEC61850-2 ACSI 정보 모델을 OPC UA 정보 모델로 모델링한 일례를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 IEC61850 Object Name을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 IEC61850 Server Class를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 6은 본 발명의 IEC61850 Logical Device Class를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 IEC61850 CDC DataAttribute Type(Quality type)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 8은 본 발명의 IEC61850 CDC(SPS)를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 9는 본 발명의 IEC61850 Logical Node를 OPC UA 정보 모델로 모델링한 일례를 나타낸 도면.

도 10은 본 발명의 IEC61850 LN(LPHD)를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 11은 본 발명의 IEC61850 LN(Common Logical Node)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 12는 본 발명의 IEC61850 LN(LLN0)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 13은 본 발명의 IEC61850 LN(PHAR)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면.

도 14는 본 발명에 따라 IEC61850을 OPC UA으로 변환하여 모델 인스턴스 생성을 완료한 모습을 나타낸 일례.

도 15는 본 발명에 따라 완성된 모델링을 이용하여 OPC UA Client(UaExpert)에서 IEC61850 정보를 운영/관리하는 모습을 보여주는 일례.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

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.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 IEC61850와 OPC UA 간의 호환 방법을 나타낸 블록 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 IEC61850의 데이터 모델과 OPC UA 간의 정합을 나타낸 개념도이다.

본 발명은 이기종 통신 프로토콜 간의 호환성을 구현하기 위한 기술로서, 특히 IEC61850와 OPC UA 간의 호환을 그 대상으로 하고, 이들을 구성하는 각 인자 간의 정합을 통해 상호 호환성을 구현하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

먼저, 본 발명의 호환 대상인 OPC UA는 다양한 상업용 통신 기술들을 통합적으로 관리할 수 있는 기술이다. OPC UA는 기본 정보모델을 가지고 있으며, 기본 정보 모델을 이용하여 논리적인 객체를 모델링할 수 있다.

OPC UA(IEC62541)는 2012년 12월 IEC TC57 그룹에서 OPC UA를 IEC62541로 표준화되었다. 초기 OPC는 Classic OPC (OPC DA, OPC AC, OPC HDA, OPC XML-DA)으로 분류되었다. OPC UA는 Classic OPC 표준들의 기능을 통합하고 SOA(Service Oriented Architecture) 기술을 추가하였다.

OPC UA는 Classic OPC, 다른 단체에서 정의한 정보 모델, 벤더에서 정의한 데이터 등 모두를 OPC 정보 모델로 표현이 가능하다. 그리고 OPC UA에서 제공하는 OPC UA 어드레스 스페이스(Address Space)라고 불리는 메타(Meta) 모델은 오브젝트 타입(Object Type)을 기반으로 일반적인 정보 모델과 함께 정의 된다.

OPC UA는 다음과 같은 원칙으로 모델링된다. i) OPC UA 모델링은 정보의 계층화(Laying)와 상속(Inheritance) 등 오브젝트 기반 기술을 사용한다. ii) 타입 정보는 인스턴스화(instantiation)하여 접근할 수 있다. iii) 다양한 기계에서 사용하는 데이터를 제공하기 위해 정보 모델 방법에 제한을 두지 않는다. iv) 항상 서버 측에서 수행된다. OPC UA는 복잡한 정보 모델뿐만 아니라 단순한 정보 모델도 제공할 수 있다. OPC UA의 모델링 개념은 노드(Node)로 표현한다. 각 노드들은 id와 name 같은 속성들을 포함하고 있다.

OPC UA 기본 정보 모델은 오브젝트(Object), 오브젝트 타입(Object Type), 변수(Variable), 변수 타입(Variable Type), 레퍼런스(Reference)로 구성된다. 변수 타입(Variable Type)은 기본적인 데이터 형식(Boolean, int, float ... 등)을 의미한다. 사용자가 원한다면 새로운 데이터 형식을 추가하는 것도 가능하다.

변수(Variable)는 변수 타입(Variable Type)에 의미 있는 이름을 부여한 것이다. 오브젝트 타입(Object Type)은 여러 가지 변수(Variable)를 포함하여 구성할 수 있다. 오브젝트(Object)는 오브젝트 타입(Object Type)에 의미있는 이름을 부여한 것이다. 레퍼런스(Reference)는 오브젝트 타입(Object Type), 변수 타입 (Variable Type), 오브젝트(Object), 변수(Variable) 들 간의 참조 방식을 의미한다.

다음으로, 본 발명의 호환 대상인 IEC61850은 변전소 자동화 통신 프로토콜로서, 변전소 내부와 외부 통신에서 모두 사용할 수 있는 기술이다. IEC61850은 변전소의 정보를 논리적인 객체로 모델링하며, 표준화된 자료 구조로 데이터 메시지를 정의한다.

본 발명은 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환성을 구현하기 위해 IEC61850 정보 모델을 OPC UA 정보 모델로 변환하는 구성을 포함하는데, 바람직한 실시예에 따르면, IEC61850 정보 모델을 OPC UA 정보 모델로 변환하는 부분은 IEC61850-4 데이터 모델과, IEC61850-2 ACSI (Abstract Communication Service Interface)이다.

IEC61850-2 ACSI는 기본 정보 모델을 정의한다. IEC61850 기본 정보 모델은 서버 클래스(Server Class) > 로지컬 디바이스 클래스(Logical Device Class) > 로지컬 노드 클래스(Logical Node Class) > 데이터 클래스(Data Class) > 데이터 속성 클래스(DataAttribute Class) 구조로 구성되고, 상위 구조는 하위 구조를 포함한다. Logical Device Class, Logical Node Class, Data Class, DataAttribute Class들은 네임 클래스(Name Class)를 참조하여 각 클래스(Class)들에 이름을 부여한다.

데이터 모델은 IEC61850은 변전소 내부의 기능들을 표현하기 위한 기본적인 정보를 구성하며, 구체적으로 로지컬 노드 클래스(Logical Node class), 로지컬 노드(LN), 로지컬 노드 데이터(LN Data), 공통 데이터 클래스(CDC:Common Data Class), CDC 데이터 속성(CDC DataAttribute), 및 CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)을 포함하여 구성된다.

데이터 모델은 공통 데이터 클래스(CDC:Common Data Class), CDC 속성(CDC Attribute), CDC 속성 타입(CDC Attribute Type)을 정의한다.

CDC 속성 타입(CDC Attribute Type)은 기본적인 데이터 형식(Boolean, int, float ... 등)을 의미한다. CDC 속성(CDC Attribute)은 CDC 속성 타입(CDC Attribute Type)을 "Qulity, Analog Value, Time Stemp, Vector" 등으로 표현한 정보를 의미한다. CDC는 변전소 설비 부품의 상태정보를 표현하는 데이터 형식으로서, SPS(Single Point Status), Double Point Status(DPS), Integer Status(INS) 등의 상태 정보가 있다. 각 CDC들은 CDC 속성(CDC Attribute)으로 구성된다. 로지컬 노드(LN:Logical Node)은 변전소 내부의 기능들을 의미한다. 로지컬 노드(LN)는 시스템 LN(N), 스위치 기능(X), 보호 기능(P), 보호 관련 기능(R), 제어 기능(C), 일반적인 참조 기능(G), 인터페이스와 기록 보관 기능(I), 자동 제어 기능(A), 측정 및 계량 기능(M), 전력 트랜스포머(Y), 계기 트랜스포머(T) 등 기능에 따라 로지컬 노드(LN) 이름 첫 글자를 정의한다. 각 로지컬 노드(LN)들은 의미를 가지는 여러 가지 CDC들로 구성된다.

전술한 바와 같은 OPC UA는 확장성 있는 정보 모델을 제공하기 때문에 IEC61850와 같은 전력IT 데이터 모델에 대한 변환이 가능하다. OPC UA는 어드레스 스페이스(Address Space)상에서 추상적인 오브젝트(Object)를 생성한 후에 인스턴스화하여 맵핑을 하게 된다.

본 발명은 이와 같은 OPC UA 특성을 이용하여 이기종 프로토콜 간의 상호 호환성을 구현하도록 구성되는데, 이는 IEC61850 클라이언트 모듈(Client Module)과 OPC UA 서버(Server)에서 정보 모델을 정합하는 방식을 통해 이루어진다.

구체적으로는, IEC61850 정보 모델 변환 단계(S10), 변환된 IEC61850 정보 모델의 OPC UA 내 추가 단계(S20), 및 IEC61850 정보 모델과 OPC UA의 상호 연결 단계(S30)를 포함하는 정합 방법을 통해 상호 호환성을 구현하도록 구성된다.

이하에서는 도 2를 참조하여 IEC61850 정보 모델 변환 방법에 대해 간략히 설명한 후, 다음으로 IEC61850를 구성하는 각 부문의 구체적인 모델링 변환 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2에 예시된 IEC61850 정보 모델은 IEC61850 정보 모델의 IEC61850-4 데이터 모델을 대상으로 하여, 이를 OPC UA과 호환하기 위한 정합 방법을 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, LN 클래스, LN Data, CDC는 오브젝트 타입 (Object Type)으로 모델링되고, LN은 오브젝트(Object)로 모델링되고, CDC 데이터 속성은 OPC UA 정보모델에서 정의한 변수(Variable)로 모델링되며, CDC 데이터 속성 타입은 변수 타입(Variable Type)으로 모델링되도록 구성된다.

그리고, Variable로 모델링된 CDC Attribute는 CDC Attribute Type으로 구성되기 때문에 Variable Type으로 모델링된 CDC Attribute Type을 참조(Reference)한다. CDC(Object Type)는 상태정보의 기본 형식으로 Variable로 모델링된 CDC Attribute을 참조(Reference)한다. 오브젝트 타입(Object Type)으로 모델링된 LN Data는 LN을 기능적으로 분류하여 형식으로 정의하며 CDC를 참조(Reference)한다. 오브젝트(Object)로 모델링된 LN은 LN의 기능들을 하나의 객체로 표현하며, 오브젝트 타입(Object Type)으로 모델링된 LN Class(Object Type)와 LN Data를 참조(Reference)하도록 구성된다.

상기와 같이, IEC61850 데이터 모델을 구성하는 각 인자를 OPC UA에서 정의하는 정보 모델 형태로 변환하는 단계가 완료되면, 상기 변환된 IEC61850 정보 모델을 OPC UA 서버의 어드레스 스페이스(Address Space)에 추가하여 노드(Node)로 보유하게 된다.

그리고, OPC UA Server와 IEC61850 Client 간에 IPC(InterProcessor Communication)를 이용하여, 새롭게 생성된 OPC UA의 논리적인 객체 모델(즉, 모델링 변환된 IEC61850 정보 모델을 포함)과 IEC61850의 논리적인 객체 모델을 이어주면 IEC61850과 OPC UA간의 정합이 완료된다.

이하에서는, IEC61850를 구성하는 각 인자의 모델링 변환 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 IEC61850-2 ACSI 정보 모델을 OPC UA 정보 모델로 모델링한 일례를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 IEC61850 Object Name을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 참고로, 도 3에 예시된 모델링은 OPC UA사의 UA Modeler를 사용하였다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법은 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 서버 클래스(Server Class)를 서버 타입 (Server_Type)으로 모델링하고, 하위 클래스인 로지컬 디바이스(Logical Device), 로지컬 노드(Logical Node), 데이터(Data), 데이터 속성(DataAttribte)들을 네임 타입(Name Type)을 참조하여 포함관계에 따라 모델링하도록 구성된다.

이에 따라 모델링 변환된 IEC61850 정보 모델은 도 3의 우측 예시와 같이 OPC UA의 어드레스 스페이스(AddressSpace)내에 노드(Node)로 표현되게 된다.

도 4는 IEC61850에서 정의된 Name Type을 OPC UA 정보 모델에 부합하도록 변경한 것을 보여준다. Attribute name은 모델링 전후와 동일하게 ObjectName으로 모델링하도록 구성된다. Attribute type은 IEC61850에서 VISIBLE STRING32를 사용하므로 OPC UA에서 BaseDataVariableType의 String으로 모델링하도록 구성된다.

도 5는 본 발명의 IEC61850 Server Class를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 IEC61850 Server Class를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 ServiceAccessPoint는 OPC UA에서 제공하는 String Type으로 모델링하도록 구성된다. 그리고, LogicalDevice, File, TPAppAssociation, MCAppAssociation, Services 들은 미리 정의된 Type이 없기 때문에 OPC UA에서 새롭게 정의한 Object Type을 사용하여 각 Name과 대조되는 Type으로 모델링하도록 구성된다. Server Class는 Logical Device를 포함하는 관계이므로 LogicalDevice Class를 포함하여 모델링하도록 구성된다.

도 6은 본 발명의 IEC61850 Logical Device Class를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 IEC61850 Logical Device Class를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 LDName은 ObjectName Type을 참조하여 모델링하도록 구성된다. 그리고 Logical Device는 Logical Node를 포함하는 관계이므로 LogicalNode Class를 포함하여 모델링하도록 구성된다.

도 7은 본 발명의 IEC61850 CDC DataAttribute Type(Quality type)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 IEC61850 CDC DataAttribute Type(Quality type)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 Validity는 Enumeration type(good|invalid, reserved, questionable)으로 모델링하도록 구성된다. detailQual(PACKED LIST)은 Overflow, outOfRange, badReference 등을 포함하는 구조체 형식으로 미리 정의하여 모델링하도록 구성된다. source는 Enumeration type으로 모델링하도록 구성된다. 그리고, test, operatorBlocked들은 OPC 기본 데이터 형식으로 모델링하도록 구성된다.

도 8은 본 발명의 IEC61850 CDC(SPS)를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 IEC61850 CDC(SPS)를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 q와 subQ는 미리정의한 Quality Type(CDC DataAttributeType)으로 모델링하고, 이를 제외한 나머지 구성 예컨대 stVal, subEna, subVal, subID 등은 기본 데이터 형식으로 모델링하도록 구성된다.

도 9는 본 발명의 IEC61850 Logical Node를 OPC UA 정보 모델로 모델링한 일례를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, LN은 변전소의 기능에 따라 여러 가지 도메인이 존재한다. 예컨대, LPHD와 Common LN은 LN에서 바로 상속받는 LN이며, LLN0와 기타 LN들은 Common LN에서 상속받는다.

바람직한 실시예에 따르면, IEC61850 Logical Node의 각 도메인은 도 9의 우측에 예시된 OPC UA 정보 모델과 같이 오브젝트 타입(Object_Type)으로 모델링 변환되어 OPC UA 서버의 어드레스 스페이스(Address Space) 내의 로지컬 노드 타입 (LOGICAL_NODE_TYPE)의 하위 노드로 보유되도록 구성된다.

도 10은 본 발명의 IEC61850 LN(LPHD)를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하면, 본 발명의 IEC61850 LN(LPHD)를 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 IEC61850 LPHD의 Data들을 SPS, INS, DPL 등의 CDC_Type으로 모델링되도록 구성된다.

예컨대, LPHD의 Data "phyNam"은 "DPL_Type"으로 모델링되고, "phyHealth, NumPwrUp, WrmStr, WacTrg"는 "INS_Type"으로 모델링되며, "OutOv, Proxy, InOv, PwrUp, PwrDn, PwrSupAlm, RsStat"는 "SPC_Type"으로 모델링되도록 구성된다.

도 11은 본 발명의 IEC61850 LN(Common Logical Node)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 IEC61850 LN(Common Logical Node)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 Common Logical Node의 Data들을 SPS, INS, DPL 등의 CDC_Type으로 모델링하도록 구성된다.

예컨대, Common Logical Node의 Data "Mod, Beh, Health, EEHealth, OpCntRs, OpCnt, OpTmh"는 "INS_Type"으로 모델링되고, "NamPlt"는 "LPL_Type"으로 모델링되고, "Loc"는 "SPS_Type"으로 모델링되며, "EEName"는 "DPL_Type"으로 모델링되도록 구성된다.

도 12는 본 발명의 IEC61850 LN(LLN0)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 IEC61850 LN(LLN0)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 LLN0의 Data들을 SPS, INS 등의 CDC_Type으로 모델링하도록 구성된다.

예컨대, LLN0의 Data "Loc, Diag, LEDRs"는 "SPS_Type"으로 모델링되고, "OpTmh"는 "INS_Type"으로 모델링되도록 구성된다.

도 13은 본 발명의 IEC61850 LN(PHAR)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법을 나타낸 도면이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 IEC61850 LN(PHAR)을 OPC UA 정보 모델로 모델링하는 방법은 PHAR의 Data들을 INC, ADC, ASG, ING 등의 CDC_ Type으로 모델링하도록 구성된다.

예컨대, PHAR의 Data "OpCntRs"는 "INC_Type"으로 모델링되도록 구성되고, "HaRst,OpDITmms,RsDITmms"는 "ING_Type"으로 모델되도록 구성되고, "Str"은 "ACD_Type"으로 모델링되도록 구성되며, "PhStr, PhStop"는 "ASG_Type"으로 모델링되도록 구성된다.

도 14는 본 발명에 따라 IEC61850을 OPC UA으로 변환하여 모델 인스턴스 생성을 완료한 모습을 나타낸 일례이다. 참고로, 도 14에 도시된 모델링 변환예는 OPC UA사의 UA Modeler를 사용하였다.

도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법에 따르면, IEC61850 정보 모델을 OPC UA에서 정의한 모델로 변경하여 어드레스 스페이스(Address Space)내에 노드(Node)로 보유하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 이와 같은 모델링 변환을 통해 완성된 정보 모델을 OPC UA Server에 추가하여 IPC를 이용하여 정합을 완료한다. 구체적으로, OPC UA Server와 IEC61850 Client 간에 IPC(InterProcessor Communication)를 이용하여, 새롭게 생성된 OPC UA의 논리적인 객체 모델(즉, 모델링 변환된 IEC61850 정보 모델을 포함)과 IEC61850를 이어주면 IEC61850과 OPC UA간의 정합이 완료되고, 이로써 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환이 구현될 수 있게 된다.

도 15는 본 발명에 따라 완성된 모델링을 이용하여 OPC UA Client(UaExpert)에서 IEC61850 정보를 운영/관리하는 모습을 보여주는 일례이다. 도 15에서 알 수 있듯이, 사용자는 OPC UA Client에서 Address Space 목록을 통해 변전소의 운영 및 관리 항목을 실시간으로 추가하여 IEC61850 정보를 운영 관리할 수 있게 되었다.

상기에서 설명 및 도시한 본 발명에 따른 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법은 프로그램 형태로 기록되어 전기 전자 장치를 통해 실현될 수 있다. 여기서 전기 전자 장치란 대표적으로 컴퓨터를 지칭하며, 이 외에 스마트 단말기와 같이 중앙처리장치와 메모리를 포함하고 있는 전기 전자 기기라면 이를 모두 포함한다.

상기 경우, 본 발명의 기록 매체는 전기 전자 장치에 IEC61850 정보 모델을 OPC UA에서 정의한 정보 모델 형태로 모델링하는 기능과; OPC UA의 어드레스 스페이스(Address Space)에 상기 모델링 기능을 통해 모델링된 IEC61850 정보 모델을 추가하여 노드(Node)로 보유하는 기능; 및 IPC(InterProcessor Communication)를 이용하여 IEC61850과 OPC UA를 상호 연결하여 상기 IEC61850와 상기 OPC UA를 상호 정합하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체로 제공될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 기록 매체는 IEC61850 정보 모델을 구성하는 로지컬 노드 클래스(Logical Node Class), 로지컬 노드 데이터(Logical Node Data), CDC(Common Data Class)는 오브젝트 타입(Object Type)으로 모델링하는 기능과; 로지컬 노드(Logical Node)는 오브젝트(Object)로 모델링하는 기능과; CDC 데이터 속성(CDC DataAttribute)은 상기 OPC UA의 정보 모델에서 정의한 변수(Variable)로 모델링하는 기능과; CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)은 변수 타입(Variable Type)으로 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

한편, 전술한 모델링 기능의 실현시, 본 발명의 기록 매체는 모델링된 CDC 데이터 속성은 모델링된 CDC 데이터 속성 타입을 참조(Reference)하고, 모델링된 CDC는 모델링된 CDC 데이터 속성을 참조(Reference)하고, 모델링된 로지컬 노드 데이터는 상기 모델링된 CDC를 참조(Reference)하며, 모델링된 로지컬 노드는 모델링된 로지컬 노드 클래스와 로지컬 노드 데이터를 참조 (Reference)하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 기록 매체는 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 서버 클래스(Server Class)는 서버 타입 (Server_Type)으로 모델링하고, 로지컬 디바이스(Logical Device), 로지컬 노드(Logical Node), 데이터 (Data), 및 데이터 속성(DataAttribte)은 네임 타입(Name Type)을 참조하여 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

또한, 본 발명의 기록 매체는 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 Attribute name은 ObjectName으로 모델링하고, Attribute type은 상기 OPC UA에서 BaseDataVariableType의 String으로 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

또한, 본 발명의 기록 매체는 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 서버 클래스(Server Class)에 있어서, ServiceAccessPoint는 상기 OPC UA에서 제공하는 String Type으로 모델링하고, LogicalDevice, File, TPAppAssociation, MCAppAssociation, Services 는 상기 OPC UA에서 새롭게 정의한 Object Type을 사용하여 각 Name과 대조되는 Type으로 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

또한, 본 발명의 기록 매체는 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 로지컬 디바이스(Logical Device)에 있어서, LDName은 ObjectName Type을 참조하여 모델링하고, LogicalNode Class를 포함하여 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

또한, 본 발명의 기록 매체는 CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)을 구성하는 Validity는 Enumeration type으로 모델링하고, detailQual은 Overflow, outOfRange 또는 badReference을 포함하는 구조체 형식으로 미리 정의하여 모델링하며, test, operatorBlocked은 상기 OPC UA의 기본 데이터 형식으로 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

또한, 본 발명의 기록 매체는 CDC(Common Data Class)를 구성하는 q와 subQ는 미리 정의한 Quality Type으로 모델링하고, 그 외 stVal, subEna, subVal, subID 등은 기본 데이터 형식으로 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

또한, 본 발명의 기록 매체는 IEC61850 정보 모델의 로지컬 노드(Logical Node)의 LPHD, Common Logical Node, LLN0, PHAR은 SPS, INS, DPL INC, ADC, ASG, ING 등의 CDC_Type으로 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체일 수 있다.

전술한 각 기능의 세부적인 구성 및 특징은 도 1 내지 도 12에서 설명 및 도시한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

Claims

IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법으로서,

IEC61850의 정보 모델을 OPC UA에서 정의한 정보 모델 형태로 모델링하는 제1 단계;

상기 OPC UA의 어드레스 스페이스(Address Space)에 상기 제1 단계를 통해 모델링된 IEC61850 정보 모델을 추가하여 노드(Node)로 보유하는 제2 단계; 및

IPC(InterProcessor Communication)를 이용하여 상기 IEC61850과 상기 OPC UA를 상호 연결하여 상기 IEC61850와 상기 OPC UA를 상호 정합하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제1 항에 있어서,

상기 제1 단계는, 상기 IEC61850 정보 모델의 IEC61850-4 데이터 모델 또는 IEC61850-2 ACSI 정보 모델을 상기 OPC UA에서 정의한 정보 모델 형태로 모델링하는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제1 항에 있어서,

상기 제1 단계는,

상기 IEC61850 정보 모델을 구성하는 로지컬 노드 클래스(Logical Node Class), 로지컬 노드 데이터(Logical Node Data), CDC(Common Data Class)는 오브젝트 타입(Object Type)으로 모델링하고,

로지컬 노드(Logical Node)는 오브젝트(Object)로 모델링하고,

CDC 데이터 속성(CDC DataAttribute)은 상기 OPC UA의 정보 모델에서 정의한 변수(Variable)로 모델링하며,

CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)은 변수 타입(Variable Type)으로 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제3 항에 있어서,

상기 모델링된 CDC 데이터 속성은 상기 모델링된 CDC 데이터 속성 타입을 참조(Reference)하고,

상기 모델링된 CDC는 상기 모델링된 CDC 데이터 속성을 참조(Reference)하고,

상기 모델링된 로지컬 노드 데이터는 상기 모델링된 CDC를 참조(Reference)하며,

상기 모델링된 로지컬 노드는 상기 모델링된 로지컬 노드 클래스와 로지컬 노드 데이터를 참조(Reference)하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제2 항에 있어서,

상기 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 서버 클래스(Server Class)는 서버 타입 (Server_Type)으로 모델링하고,

로지컬 디바이스(Logical Device), 로지컬 노드(Logical Node), 데이터 (Data), 및 데이터 속성(DataAttribte)은 네임 타입(Name Type)을 참조하여 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제2 항에 있어서,

상기 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 Attribute name은 ObjectName으로 모델링하고, Attribute type은 상기 OPC UA에서 BaseDataVariableType의 String으로 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제2 항에 있어서,

상기 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 서버 클래스(Server Class)는,

ServiceAccessPoint는 상기 OPC UA에서 제공하는 String Type으로 모델링하고,

LogicalDevice, File, TPAppAssociation, MCAppAssociation, Services 는 상기 OPC UA에서 새롭게 정의한 Object Type을 사용하여 각 Name과 대조되는 Type으로 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제2 항에 있어서,

상기 IEC61850-2 ACSI 정보 모델의 로지컬 디바이스(Logical Device)는, LDName은 ObjectName Type을 참조하여 모델링하고, LogicalNode Class를 포함하여 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제3 항에 있어서,

상기 CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)을 구성하는 Validity는 Enumeration type으로 모델링하고, detailQual은 Overflow, outOfRange 또는 badReference을 포함하는 구조체 형식으로 미리 정의하여 모델링하며, test, operatorBlocked은 상기 OPC UA의 기본 데이터 형식으로 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제3 항에 있어서,

상기 CDC(Common Data Class)를 구성하는 q와 subQ는 미리 정의한 Quality Type으로 모델링하고, stVal, subEna, subVal, subID은 기본 데이터 형식으로 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
제2 항에 있어서,

상기 IEC61850 정보 모델의 로지컬 노드(Logical Node)의 LPHD, Common Logical Node, LLN0, PHAR은 CDC_Type으로 모델링하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 IEC61850와 OPC UA 간의 상호 호환 방법.
전기 전자 장치에,

IEC61850의 정보 모델을 OPC UA에서 정의한 정보 모델 형태로 모델링하는 기능;

상기 OPC UA의 어드레스 스페이스(Address Space)에 상기 모델링하는 기능을 통해 모델링된 IEC61850 정보 모델을 추가하여 노드(Node)로 보유하는 기능; 및

IPC(InterProcessor Communication)를 이용하여 상기 IEC61850과 상기 OPC UA를 상호 연결하여 상기 IEC61850와 상기 OPC UA를 상호 정합하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체.
제12 항에 있어서,

상기 IEC61850의 정보 모델을 구성하는 로지컬 노드 클래스(Logical Node Class), 로지컬 노드 데이터(Logical Node Data), CDC(Common Data Class)를 오브젝트 타입(Object Type)으로 모델링하는 기능;

로지컬 노드(Logical Node)를 오브젝트(Object)로 모델링하는 기능;

CDC 데이터 속성(CDC DataAttribute)을 상기 OPC UA의 정보 모델에서 정의한 변수(Variable)로 모델링하는 기능; 및

CDC 데이터 속성 타입(CDC DataAttribute Types)을 변수 타입(Variable Type)으로 모델링하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체.
제13 항에 있어서,

상기 모델링된 CDC 데이터 속성은 상기 모델링된 CDC 데이터 속성 타입을 참조(Reference)하고, 상기 모델링된 CDC는 상기 모델링된 CDC 데이터 속성을 참조(Reference)하고, 상기 모델링된 로지컬 노드 데이터는 상기 모델링된 CDC를 참조(Reference)하며, 상기 모델링된 로지컬 노드는 상기 모델링된 로지컬 노드 클래스와 로지컬 노드 데이터를 참조(Reference)하는 기능을 더 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 전기 전자 장치로 읽을 수 있는 매체.