TETRA is the standard of Digital Trunked Radio System suggested by the ETSI(European Telecommunications Standards Institut ). It is adopted as Electric Power IT Wireless Backbone Network in Korea. Police station and Fire Station are using TETRA network. Currently, Power Automation Protocols are DNP3.0 in Distribution Automation System, DLMS in Auto Metering Infrastructure, IEC61850 in Substation Automation. These protocols are transmissions using CDMA or WCDMA modem. If Power Automation protocol uses TETRA networks, it can be interoperable with the systems in police or fire stations. And it has outstanding ability to handle problems in a disaster situation. So, This paper propose a gateway system of Power Automation which can transmit the power automation protocol using TETRA.
Park, Shin-Yeol;Ha, Bok-Nam;Shin, Chang-Hoon;Kwon, Seong-Chul;Park, So-Young
Proceedings of the KIEE Conference
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2006.11a
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pp.261-263
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2006
전력 계통은 발전설비, 송전설비, 변전설비, 배전설비 등으로 크게 나눌 수 있다. 전력계통을 구성하는 이런 설비들을 원격 감시하고 제어하는 시스템을 전력자동화 시스템이라고 한다. 이런 전력자동화 시스템은 국내 전체 에너지의 수요, 공급, 수송을 제어하는 에너지 관리시스템(EMS : Energy Management System), 송전 및 변전설비의 감시제어를 담당하는 송변전소 감시제어 시스템(SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition), 배전계통의 실비관리 및 운영을 담당하는 배전자동화시스템(DAS : Distribution Automation System), 수용가의 계량기를 원격으로 읽어오는 원격검침시스템 (AMR : Automatic Meter Reading) 통으로 구성되어 있다. 국내에서 운용중인 배전자동화 시스템은 배전선로에 설치되어 있는 개폐기만을 원격 감시 및 제어 하는 보편적인 시스템이다. 한편, 2005년도 전력IT 국가 전략과제로 수행하고 있는 배전지능화 시스템 개발 과제에서는 변전소부터 배전계통과 수용가까지의 모든 전력 설비에 대한 원격감시제어가 가능한 시스템을 배전지능화 시스템이라고 정의하고 이의 개발을 추진하고 있다. 본 논문에서는 ABB, SIEMENS, GE와 같은 국외의 배전 자동화 시스템들을 소개하고, 배전지능화 시스템에서 목표로 하고 있는 GIS 기반 위에서 고 저압 배전설비를 관리하고, SCADA, DAS, GIS(Geographic Information System), AMR, TCS(Trouble Call System) 등 배전지능화 시스템의 중앙제어장치가 갖추어야 하는 주요 기능들에 대해 기술하고자 한다.
국내외적으로 전력산업분야의 가장 큰 화두중 하나는 변전소 단위의 디지털화이며 특히 국외에서는 국제표준 변전자동화 시스템 연구와 제품개발 등에 인력을 집중 투자하고 있다. 국제적으로 지금까지 축적된 변전소 관련 제반 기술력 및 경험 둥을 바탕으로 전 세계적으로 단일화시키고 표준화된 변전소 자동화 규격인 IEC 61850 (Communication networks and systems in substations) 규격이 제정되었으며 따라서 향후 전력 관련 기업은 시스템 엔지니어링 기술, 전력기기 공급능력, 유지/보수/운영기술 등을 종합적으로 보유하고 자산 및 위험관리를 종합적으로 제공할 수 있어야만 세계시장에서 생존할 수 있다. 또한 전력기기를 수출하는 국내업체는 향후 IEC(International Electrotechnical Commission) 등 국제표준에 따른 전력설비를 개발하지 않으면 수출경쟁력을 잃게 될 것이다. 이러한 세계화 추세에 발맞추어 한국전력공사와 관련 업체들은 공동으로 2005년 10월부터 6년의 기간으로 "디지털 기술기반의 변전소 자동화 시스템 개발" 사업을 진행 중에 있으며 특히 한국전력공사는 변전자동화 시스템의 성능검증 및 실증시험 절차를 구축하기 위한 과제를 수행 중이다.
기존 전력용 자동화시스템들은 중앙 집중적으로 관리되었기 때문에 공통된 표준 프로토콜을 정의하고 자동화시스템들이 이를 따르는 형태를 취함으로써 상호 정보교환이 가능하도록 하였다. 최근 전력산업의 규제 완화와 시장경제의 도입으로 인해 중앙 집중적 계통운영 방식은 미래에 대한 확장성 및 유연성이 부족하다는 한계에 직면해있다. 이 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 최근 IT분야에서 활발히 연구되고 있는 웹 서비스 기술을 이용한다. 웹 서비스는 인터넷 상에서 XML표준을 기반으로 개발된 메시지와 HTTP를 이용함으로써 운영체제나 구현기술에 구애 받지 않고 다양한 클라이언트에게 어떤 기능을 제공하는 것이 가능하도록 한다. 본 논문에서 제안하는 웹 서비스 기반의 새로운 전력정보 통합구조는 다양한 자동화 시스템이 연계된 복잡한 전력계통을 느슨하게 연결함으로써 변화와 확장에 대해 민첩하고 유연하게 대처 할 수 있는 방법을 제시한다. 본 논문에서 제시하는 방법의 유용성을 검증하기 위하여 웹 서비스 기반 SCADA 데모시스템을 구축하여 시뮬레이션을 수행하였다.
한국전력공사(이하 한전)에서는 배전계통의 최적운영을 위하여 계통운영에 필요한 기술을 발굴하여 축적하는데 많은 노력을 기울여 왔으며, 계통운영의 핵심 툴인 배전자동화 시스템을 통하여 관련기술을 축적해오고 있다. 우리나라처럼 배전자동화 시스템을 전력회사에서 자체적으로 개발하여 활용하는 사례는 전 세계적으로 유일하며, 이를 기반으로 해외 전력시장에 배전자동화 시스템을 수출하기 위하여 활발한 활동을 지속적으로 추진되고 있다. 배전자동화 시스템을 이용하면 원격으로 현장에 있는 배전자동화기기를 감시, 제어, 조작, 정정이 가능한 기본기능이 구현가능하고, 각종 계통운영에 필요한 기술계산, 즉 전압강하계산, 보호협조검토, 표준조작지시서(SOP)의 생성, 상시개방점 위치조정으로 손실최소화, 분산전원 연계계통 기술검토의 자동처리가 가능해진다. 기술계산프로그램은 최초 개발 당시인 2002년에는 배전자동화시스템 주장치가 설치된 장소인 온라인 상태에서만 사용이 가능하여 사용상 제약을 가지고 있었으나, 이를 개선하고자 2006년 10월 배전자동화기반 오프라인형 기술계산프로그램을 개발하였고 이를 지속적으로 업그레이드를 추진하여 활용해오고 있다. 배전자동화기반 오프라인형 기술계산프로그램은 배전자동화주장치에서 데이터를 추출하여 배전자동화주장치가 아닌 일반PC나 노트북에서도 배전자동화시스템에 내장된 배전계통 정보 즉, 선로길이 및 전력선 제원 등을 직접 이용하므로 각종 기술계산을 신속하고 정확하게 수행하는 것이 가능하게 되었다. 따라서 이를 지속적으로 활용하고 성능개선을 추진하여 배전계통 운영시 신뢰도 제고에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.
Kim Young-Hyun;Park Byung-Seok;Choi Moon-Seok;Ju Sung-Ho;Choi In-Ji
Proceedings of the KIPE Conference
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2006.06a
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pp.31-33
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2006
최근 IT 기술의 발달로 배전자동화 시스템에 많은 통신방식들이 적용되고 있다. 이 중에서 기존 인프라를 사용하는 방식인 전력선통신 기술은 가장 효율적인 통신방식으로 언급되고 있다. 이를 배전자동화 시스템에 적용하기 위해서는 별도의 신호처리 장치와 통신장치가 필요하나, 비용, 설치 및 운영의 불편함으로 확대 적용에 많은 애로점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 SoC 기술을 이용 전력선 통신을 위한 통신 모듈과 고해상도 아나로그 디지털 변환기, 제어용 신호를 처리하는 전용 디지털 신호처리 장치를 결합, 하나의 칩으로 설계하여 경량, 박막화를 실현하였다. 이로 인해 구성부품이 최소화되면서 개발과정이 단축되고, 성능, 전력 소비면에서 유리하며, 다양한 기능을 구비한 전력선통신기반 제어 시스템을 설계할 수 있다.
변전소 보호, 제어, 감시와 자동화 능력을 선진화하면서 송변전설비 건설, 보수, 운영 및 관리비용을 확실하게 줄이기 위한 계획과 노력이 진행 중이다. 세계적인 전력설비의 IT화 추세와 변전자동화(Substation Automation)전용 국제통신규격(IEC-61850) 기반 조성으로 차세대 변전시스템 개발의 효율성 증대 되므로 한국전력 계통에 시범 사업에 적용하여 선진기술을 도입하여 계통 보호와 제어 감시의 사례를 검토한다.
배전급 전력케이블의 장기수명특성 평가를 위한 기초자료를 확보하기 위해 고창 배전 실증시험장내에 장기열화시험을 수행할 수 있는 실증시험설비가 구축되었다. 이 설비를 안전하고 효과적으로 관리 운영하기 위해 원격감시제어기능, 자동운전기능 및 열화데이터의 효과적이 처리기능이 포함된 장기열화설비 자동화시스템의 구축이 필요하였다. 따라서 본 논문에서는 새롭게 개정된 한전 표준구매규격과 참고규격인 개정판 AEIC CS5 규격에 맞게 구축된 배전급 전력케이블 장기 열화시험설비를 원격감시제어, 자동운전 및 열화 데이터의 저장 및 처리가 가능한 전력케이블 장기열화설비 자동화시스템의 하드웨어 구성 및 MMI (Man-Machine Interface)화면의 구성방안에 대하여 기술하였다. 본 자동화시스템을 이용해 기존의 간이 차수형 CNCV케이블의 AEIC규격 수트리시험을 안전하게 수행하였다.
변전소 자동화 시스템은 광역화$\cdot$복잡화하는 전력계통(전력유통망)에 대하여 원격운용의 고도화와 용이화를 목적으로 한 것이다. 이 시스템은 제어소 등 상위 시스템이 변전소를 ''인텔리전트한 현지처리기능을 갖는 소형변전소 자동화서버''로 다룰 수 있는 것이 특징으로, 각종의 고도화$\cdot$자동화 기능에 관하여 상위계$\~$변전소의 토털 코디네이션을 도모하고자 하는 국제수준의 사양에 따른 것이다. 이 특징을 실현하기 위하여 변전소 자동화시스템은 멀티포인트, 멀티프로토콜 통신기능과 소형변전소 자동화서버기능을 구비하고 나아가 변전소 구내에서의 디지털 정보화에 대응하여 필드 솔루션(Field Solution)기술을 적용하고 있다. 필드 솔루션에 있어서는 초소형 인텔리전트 RIO(리모트 입출력모듈)와 고속필드 네트워크를 적용함으로써 즉각적인 정보수집은 물론 변전소 구내에서의 스페이스의 효율적인 활용과 종래의 메탈케이블의 대폭적인 삭감을 기할 수 있도록 하고 있다. 변전소 자동화시스템은 상기한 특징이 있기 때문에 원격운용에서의 감시제어뿐만 아니라 다양한 변전소 정보를 활용한 각종 자동화$\cdot$지원 시스템에의 응용이 가능하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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