A micro-grid (MG) is a new concept to aggregate distributed generations (DGs) and loads in a small area. The difference between MG and DG is that MG can supply power to loads even in islanding conditions. The magnitude of the fault current depending on interconnection between the MG and utility and the number of DGs in the MG. Therefore, the setting value of the OCR must be changed depending on operating conditions of the MG. This paper proposes the over-current relay considering operating conditions of the MG. In the proposed algorithm, the supervisory control and data acquisition decides the operating conditions of the MG and sends the proper setting values to each OCR. The performance of the algorithm was investigated in the case of the various operating conditions.
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.
지난 99년 이후 친환경적이며 경제적이고 효율적인 대체 교통수단의 개발이라는 목표 하에, 차세대 근거리 교통수단으로 각광받고 있는 경량전철 시스템 적용을 목표로 무인 변전소 기반의 전력감시제어 시스템(SCADA)을 개발하였다. 차세대 변전소 기술 적용이라는 취지 하에 각종 IED들과의 연계는 모두 통신으로 처리하여 시스템의 고기능화를 추구하였고, Network 이중화를 통하여 시스템의 신뢰성을 제고하였으며, CCTV 및 각종 보안센서를 적용하여 배전반의 무인화 운전 및 원격 상시 감시 기능을 구현하였다. 이로써 신뢰성 있는 시스템 기반의 무인 변전소 기술 확립이라는 측면에서 현재 진행되고 있는 변전소 자동화 기술에 일조하며, 나아가 향후 에너지 IT산업기술의 기반이 되리라 사료된다.
스마트그리드 전력계통시스템 기술의 중요한 특징중의 하나는 국제표준을 기본으로 탑재하고 있다. 발전소부터 수용가까지 각 영역별로 운영중인 시스템들이 국제표준을 준수한다는 것은 어떤 특정임무만을 담당하는 독립된 시스템이 아닌 타 시스템에 정보를 주고 받는 분산시스템의 구조로 전력시스템 전체 아키텍쳐가 변화하고 있는 것이다. 이러한 환경은 ICT(Information & Communication Technology)와 매우 친화적이며 스마트그리드의 발전을 촉진시킨다. 전력회사마다 운영중인 송변전자동화시스템인 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)에 대하여 IEC 61970 표준을 지원하는 기능을 갖춘 제품들이 세계시장에 급속히 공급되고 있어 표준을 기반으로 하는 이기종 제품간에 정보교환의 호환성을 검증하는 상호운용성 시험의 중요성이 커지고 있는 실정이다. 본 논문에서는 IEC 61970이 적용된 SCADA 시스템을 대상으로 표준기반의 상호운용성 시험에 대해 기술하고자 한다.
일반적인 송 배수시스템의 운영은 지대가 높은 곳에 위치한 배수지(tank)에 용수를 저장한 후, 자연유하에 의해 수요절점으로 용수를 공급한다. 이때 배수지에 용수를 송수하기 위한 펌프장 운영에서 많은 전기에너지가 소모된다. 일반적으로 송수펌프의 운영은 다년간의 운영자료를 기반으로 운영자의 판단에 의해 이루어지거나, SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)시스템을 통해 관측되는 배수지 수위를 기준으로 펌프 작동여부를 결정하고 있다. 본 연구에서는 이러한 기존 펌프운영방법을 개선하고 좀 더 효율적인 운영방법을 모색하기 위해 실시간 송수펌프 최적운영 모형을 개발하였다. 최적화 기법으로는 유전자 알고리즘(genetic algorithm)을 사용하였으며, 다양한 제약조건(operational constraints)을 적용하고 급수지역의 24시간 용수사용량을 미리 예측하여 실제 시스템의 운영형태와 근접하게 반영하였다. 또한 최적화 과정에서 상수관망해석 프로그램(EPANET)을 연계하여 수요절점의 수압조건 및 시스템의 운영상황을 모의하였다. 개발된 모형을 국내 P시의 광역상수도 시스템에 실제 적용하였으며, 현장 실시간 운영 데이터를 입수하여 전력사용량, 배수지수위, 이산화탄소 발생량 등을 비교, 분석하였다. 개발 모형을 이용하여 펌프운영을 실시하였을 경우, 기존의 운영방식과 비교하여 경제적/환경적으로 뚜렷한 개선 효과를 확인할 수 있었다.
변전설비 감시제어시스템은 그 목적상 실시간의 대규모 측정정보 취득을 목적으로 한다. 취득정보는 RTU(Remote Terminal Unit)를 통해서 감시제어시스템에 전달된 후 필요에 따라 해당 정보를 요청하는 애플리케이션들에게 다시 전송된다. 현재 감시제어시스템에 널리 사용되는 DNP(Distribute Network Protocol)는 취득포인트 정보와 취득값만 가지고 있으므로 포인트 리스트에 대한 정보가 없는 경우에는 취득한 데이터를 판독할 수 없다. 따라서 감시제어시스템을 구축하기 위해 우선 RTU에 감시 선로정보를 입력하고, 이 정보를 다시 감시제어시스템의 DB에 포인트 정보와 매핑을 수행해야만 한다. 또한, 새로운 애플리케이션에서 취득값을 얻기 위해서는 이들 포인트 정보와 매핑 정보를 가지고 있는 감시제어시스템의 DB에 직접 연결해야만 한다. 본 논문은 공통정보모델과 이를 기반으로 작성된 메시지 교환 표준 인터페이스를 이용하여 감시제어시스템 취득정보의 효과적인 교환이 가능한 메시지 통합버스에 대하여 기술한다.
SCADA 시스템은 국내 산업분야 전반에서 원격 감시 제어를 위해 이용되고 있는 만큼 제어시스템의 보안인증을 올바르게 확립해야 할 필요가 점차 커지고 있다. ISASecure에서 진행하는 EDSA-CRT 테스트는 장치가 정상적인 환경과 비정상적인 네트워크 프로토콜 트래픽 환경에서 핵심 서비스를 적절하게 제공할 수 있는지에 초점이 맞춰져 있기는 하지만 IP, ARP, TCP등 IP 기반 프로토콜을 대상으로 진행하고 있고, 제어 프로토콜에 적용한 테스트 연구는 전무하다. 따라서 본 논문에서는 제어 프로토콜 중 가장 널리 사용되는 DNP3 프로토콜에 대해 EDSA-CRT를 적용하여 테스트 요구사항을 도출하고자 한다. 이에 우리는 DNP3 프로토콜에 대한 33개의 테스트 케이스를 제시한다.
철도의 원활한 운행을 보장하기 위하여 신호, 전철전력, 통신, 설비 등 분야별로 독립된 시스템이 구축되어 운영되고 있으나, 각각의 현장 설비가 센싱 데이터를 중앙관제로 전송하는 매체나 프로토콜이 서로 상이하다. 현재 연구개발을 진행하고 있는 실시간 철도안전 관제시스템은 분산된 안전에 관련된 데이터를 통합하여 위험을 예측하고 철도 사고를 예방하기 위한 것으로, 분산되어 있는 안전 관련 데이터를 통합하여 획득하는 것이 필수적이다. 이를 위하여 서로 상이한 매체나 다양한 프로토콜로 전송되는 정보를 기존 어플리케이션의 변경 없이 수용할 수 있는 데이터 변환이 필요하다. 본 연구에서 다양한 방식으로 전송되는 정보를 통합 관리하기 위한 데이터 변환 사례를 조사하고, 기존 방식에 전송기능을 부가하여 일체화한 XML 기반의 프로토콜 변환 방안을 제시하고, 이를 구현하고자 한다.
This paper presents an effective approach for wind turbine (WT) condition assessment based on the data collected from wind farm supervisory control and data acquisition (SCADA) system. Three types of assessment indices are determined based on the monitoring parameters obtained from the SCADA system. Neural Networks (NNs) are used to establish prediction models for the assessment indices that are dependent on environmental conditions such as ambient temperature and wind speed. An abnormal level index (ALI) is defined to quantify the abnormal level of the proposed indices. Prediction errors of the prediction models follow a normal distribution. Thus, the ALIs can be calculated based on the probability density function of normal distribution. For other assessment indices, the ALIs are calculated by the nonparametric estimation based cumulative probability density function. A Back-Propagation NN (BPNN) algorithm is used for the overall WT condition assessment. The inputs to the BPNN are the ALIs of the proposed indices. The network structure and the number of nodes in the hidden layer are carefully chosen when the BPNN model is being trained. The condition assessment method has been used for real 1.5 MW WTs with doubly fed induction generators. Results show that the proposed assessment method could effectively predict the change of operating conditions prior to fault occurrences and provide early alarming of the developing faults of WTs.
전기, 가스, 교통 등 주요 기반시설을 감시 제어하는 SCADA 시스템은 보안관리 소홀로 제어권한이 공격자에게 절취당하거나 서비스를 하지 못할 경우 국가적으로 큰 손실과 혼란을 초래할 수 있다. 따라서 SCADA 시스템은 구축시 완벽한 보안대책을 함께 강구하고 사후 보안관리도 철저히 하여야 한다. SCADA 시스템은 일반 정보시스템과는 서비스 응답, 통신 프로토콜, 네트워크 구조 등에서 상이한 특성을 지니므로 SCADA 시스템의 특성에 맞는 보안구조 및 기술을 개발하고, 국가차원에서 보안관리를 위한 법적근거를 마련할 필요가 있다. 본 논문에서는 SCADA 시스템에 관한 보안취약요인을 분석하고 이를 토대로 사이버공격에 대한 SCADA 시스템의 안전성 확보방안을 모색해 보았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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