KR101492579B1 - 변전소 자동화를 위한 ｉｅｃ 61850 데이타 변환방법 - Google Patents

변전소 자동화를 위한 ｉｅｃ 61850 데이타 변환방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환방법에 관한 것으로서, 특히 데이타 변환기가 IEC 61850서버에 접속하여 IED정보를 리드하고, IEC 61850 서버에 등록된 IED 계층구조 및 IED 리스트를 파악하는 제 1 과정과; 제 1 과정에서 파악된 정보를 토대로 시스템 제어에 필요한 목록을 그룹화하면서 해당 아이템을 선별 한 후 IEC 61850 서버에 등록하는 제 2 과정과; IED, Group, Item 정보를 바탕으로 시스템 제어에 필요한 태그(Tag)를 생성하는 제 3 과정과; 생성된 태그를 DB에 저장한 후 다운로드를 통해 상위시스템에 통보하는 제 4 과정; 으로 구성하므로서, 세계적으로 국제적인 표준으로 자리잡고 있는 IEC 61850 서버로부터 취득한 데이타를 SCADA System에서 사용할 수 있도록 한 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환방법에 관한 것이다.
변전소 자동화, IEC 61850 데이타, 변환방법, IED, IEC 61850 MMS 서버, IEC 61850 GOOSE 서버,

Description

변전소 자동화를 위한 ＩＥＣ 61850 데이타 변환방법{Data converting method}
도 1 은 종래 변전소 자동화 시스템을 보인 도면.
도 2 는 본 발명의 IEC 61850 데이타 변환방법의 구현을 위한 하드웨어적 구성을 보인 도면.
도 3 은 본 발명의 IEC 61850 데이타 변환방법을 보인 플로우챠트.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: IED, 11: IEC 61850 MMS 서버,
12: IEC 61850 GOOSE 서버, 13: 데이타 변환기,
본 발명은 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환방법에 관한 것으로서, 특히 세계적으로 국제적인 표준으로 자리잡고 있는 IEC 61850 서버로부터 취득한 데이타를 SCADA System에서 사용할 수 있도록 한 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환방법에 관한 것이다.
일반적으로 수용가측의 변전소는 변압기를 이용하여 송전측 고전압을 배전측 저압으로 변환하는 역할을 한다. 이러한 변전소에는 용량이 같은 다수의 변압기가 사용되며, 전기의 수요에 따라 변압기를 증설하게 된다.
근래에 실시되고 있는 변전소 자동화는 변전소 전체의 작동상태를 실시간으로 모니터링할 수 있도록 한 것으로서,
도 1 에 도시된 바와같이 선로상에 단로기(1), 차단기(2), 변압기(3)가 설치되고, 이러한 전기설비 이외에도 센서, IED(4)(Intelligent Electronic Device)가 설치되어 현장설비(단로기, 차단기, 변압기)의 작동상태정보를 수집하여 상위서버와 같은 제어기로 전송하게되며, 제어기로는 집중감시반(5), SCC(6)(Small Control Center), RCC(7)(Regional Control Centrol), NCC(8)(National Control Center)와 같은 제어센터가 사용된다.
일반적으로 하나의 변전소에는 다양한 회사의 IED(4)가 설치될 수 있으므로 상위서버와 이들 간의 통신은 동일한 통신 프로토콜을 이용하게 된다.
종래의 변전소 자동화에 사용되는 통신 프로토콜은 DNP 3.0(Distributed Network Protocol) 이나 MODBUS 등이 많이 사용되고 있으며, 향후에는 변전소 자동화 분야의 국제적 표준 프로토콜인 IEC 61850 프로토콜이 널리 사용될 것으로 예측된다.
그리고, 변전설비는 운영방식에 따라 틀리지만 보통 약 30년 정도의 평균 운전시간을 보장하며, 고장방지를 위해서 운전시간이 지난 변전설비는 신형으로 교체하게 되고, 이때 IED와 같은 제어기도 같이 교체하게 된다.
교체되는 신형 IED는 가급적 기존 통신 프로토콜과 같은 것으로 교체해야만 상위 서버와의 인터페이스에 문제를 일으키지 않게된다.
하지만 새롭게 국제적인 표준으로 부각되고 있는 변전소 자동화용 프로토콜인 IEC 61850의 등장으로 기존 IED와 신형 IED가 서로 다른 프로토콜을 사용하고 있기 때문에 새로 교체한 IED가 기존의 통신프로토콜과 다른 것이라면 변전소 자동화 시스템에 인터페이스되지 않게되는 문제점이 발생하게 된다.
즉, 기존에 변전소 자동화에 많이 사용되어온 DNP 3.0 프로토콜과 새로운 IEC 61850 프로토콜 간의 인터페이스를 위한 새로운 데이타 변환방법이 제공되어야 하는 시점이 도래한 것이다.
따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 데이타 변환기가 IEC 61850서버에 접속하여 IED정보를 리드하고, IEC 61850 서버에 등록된 IED 계층구조 및 IED 리스트를 파악하는 제 1 과정과; 제 1 과정에서 파악된 정보를 토대로 시스템 제어에 필요한 목록을 그룹화하면서 해당 아이템을 선별 한 후 IEC 61850 서버에 등록하는 제 2 과정과; IED, Group, Item 정보를 바탕으로 시스템 제어에 필요한 태그(Tag)를 생성하는 제 3 과정과; 생성된 태그를 DB에 저장한 후 다운로드를 통해 상위시스템에 통보하는 제 4 과정; 으로 구성하므로서, 세계적으로 국제적인 표준으로 자리잡고 있는 IEC 61850 서버로부터 취득한 데이타를 SCADA System에서 사용할 수 있도록 한 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환방법을 제공함을 목적으로 한다.
이하, 첨부된 도면 도 2 와 도 3 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명의 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환방법의 구현을 위한 하드웨어적 구성을 도시한 것으로서,
변전소에 설치되어 있는 다수의 IED(10)는 변전소 현장기기인 변압기, 차단기 등의 작동상태 및 각종 작동정보를 수집하여 IEC 61850 서버(11)(12)로 공급하고,
상기 IEC 61850서버인 IEC 61850 MMS 서버(11)와 IEC 61850 GOOSE 서버(12)는 다수의 IED(10)로 부터 변전소 제어에 필요한 정보를 수집하여 저장한다.
상기 IEC 61850 MMS 서버(11)와 IEC 61850 GOOSE 서버(12)에서 취득된 각종 데이타를 상위 시스템인 통신서버 및 HMI(Human Machine Interface)에 공급하기 위한 데이타 변환기(13)가 상기 IEC 61850 MMS 서버(11)와 IEC 61850 GOOSE 서버(12)에 연결 구성되어 있다.
한편, 도 3 은 상기 데이타 변환기(13)에 의해 구현되는 IEC 61850 서버의 데이타 변환방법을 보인 플로우챠트이다.
상기 도 3 에 의한 본 발명의 데이타 변환방법은,
데이타 변환기(13)가 IEC 61850서버(11)(12)에 접속하여 IED정보를 리드(read)하고, IEC 61850 서버((11)(12)에 등록된 IED 계층구조 및 IED 리스트를 파악하는 제 1 과정과;
제 1 과정에서 파악된 정보를 토대로 시스템 제어에 필요한 목록을 그룹화하 면서 해당 아이템을 선별 한 후 IEC 61850 서버(11)(12)에 등록하는 제 2 과정과;
IED, Group, Item 정보를 바탕으로 시스템 제어에 필요한 태그(Tag)를 생성하는 제 3 과정과;
생성된 태그를 DB에 저장한 후 다운로드를 통해 상위시스템에 통보하는 제 4 과정; 으로 구성 한 것을 특징으로 한다.
상기 제 3 과정에서 생성되는 태그(Tag)는 시스템 태그(System Tag) 와 기능 태그(Function Tag)인 것을 특징으로 한다.
상기 데이타 변환기(13)는 IED 및 Group 정보로부터 시스템 태그(System Tag)를 생성하고, 상기 시스템 태그는 PCM, RESOURSE, SystemGroup과 같은 시스템 구성 태그인 것을 특징으로 한다.
여기서, 통상적으로 상기 시스템태그는 변전소 감시를 위한 감시 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어의 구성상태를 설명하는 것이고, 상기 PCM은 통신중계장치에 대한 정보를 정의한 테이블을 설명하는 것이며, 상기 RESOURSE는 변전소 감시와 보호를 위한 계전기 등의 장치들을 그룹화한 정보를 정의한 테이블을 설명하는 것이고, 상기 SystemGroup은 변전소 감시 시스템에서 임의로 구성하는 데이터들을 정의한 테이블을 설명하는 것이다.
상기 데이타 변환기(13)는 IEC 61850 서버(11)(12)의 Item 정보로부터 기능태그(Function Tag)를 생성하고, 상기 기능태그는 INF, ADCMP, DDCMP와 같은 시스템 제어 태그 인 것을 특징으로 한다.
여기서, 통상적으로 상기 기능태그는 변전소 감시 시스템의 데이터 운영상태를 설명하는 것이고, 상기 INF는 모드버스 통신을 하는 장치로부터 받을 데이터에 대한 태그를 정의한 테이블을 설명하는 것이며, 상기 ADCMP는 아날로그 데이터에 대한 알람 관리 태그를 정의한 테이블을 설명하는 것이고, 상기 DDCMP는 디지털 데이터에 대한 알람 관리 태그를 정의한 테이블을 설명하는 것이다.
이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, IEC 61850 MMS 서버(11)와 IEC 61850 GOOSE 서버(12)는 다수의 IED(10)로 부터 변전소 내부에 설치된 각종 현장기기의 작동상태 정보를 수집하고, 본 발명의 데이타 변환기(13)는 상기 IEC 61850 프로토콜 방식으로 데이타를 송출하는 IEC 61850 서버(11)(12)의 데이타를 상위 시스템인 HMI 및 SCADA 시스템에서 사용할 수 있도록 변환하며, 그 변환동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 데이타 변환기(13)가 IEC 61850서버(11)(12)에 접속하여 IED정보를 리드(read)하고, IEC 61850 서버((11)(12)에 등록된 IED 계층구조 및 IED 리스트를 파악한다.
그리고, 파악된 정보를 토대로 시스템 제어에 필요한 목록을 그룹(Group)화하면서 해당 아이템(Item)을 선별 한 후 IEC 61850 서버(11)(12)에 등록하여 필요 정보를 IEC 61850 서버에 알리게 된다.
이후, 데이타 변환기(13)는 IEC 61850 서버의 데이타 구조를 구성하게 된다.
즉, IED, Group, Item 정보를 바탕으로 시스템 제어에 필요한 태그(Tag)를 생성하는데, 상기 태그(Tag)는 시스템 태그(System Tag) 와 기능 태그(Function Tag)이다.
상기 데이타 변환기(13)는 IEC 61850 서버(11)(12)의 IED 및 Group 정보로부터 변전소 감시를 위한 감시 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어의 구성상태를 설명하는 통상적인 시스템 태그(System Tag)를 생성하고, 또한 IEC 61850 서버(11)(12)의 Item 정보로부터 변전소 감시 시스템의 데이터 운영상태를 설명하는 통상적인 기능태그(Function Tag)를 생성한다.
여기서, 상기 시스템 태그는 통상적으로 통신중계장치에 대한 정보를 정의한 테이블을 설명하는 PCM, 변전소 감시와 보호를 위한 계전기 등의 장치들을 그룹화한 정보를 정의한 테이블을 설명하는 RESOURSE, 변전소 감시 시스템에서 임의로 구성하는 데이터들을 정의한 테이블을 설명하는 SystemGroup과 같은 시스템 구성 태그이며, 상기 기능태그는 통상적으로 모드버스 통신을 하는 장치로부터 받을 데이터에 대한 태그를 정의한 테이블을 설명하는 INF, 아날로그 데이터에 대한 알람 관리 태그를 정의한 테이블을 설명하는 ADCMP, 디지털 데이터에 대한 알람 관리 태그를 정의한 테이블을 설명하는 DDCMP와 같은 시스템 제어 태그인 것이다.
상기 설명과 같이 IEC 61850 서버의 데이타 구조를 구성하게 되면, 데이타 변환기(13)는 생성된 시스템 태그와 기능태그를 DB에 저장한 후 다운로드를 통해 상위시스템에 통보하여 상위시스템인 통신서버, HMI 및 SCADA System이 IEC 61850 서버의 데이타를 읽어낼 수 있도록 하는 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 세계적으로 국제적인 표준으로 자리잡고 있는 IEC 61850 서버로부터 취득한 데이타를 SCADA 시스템에서 사용할 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (4)

  1. DNP 3.0 프로토콜을 사용하는 IED 정보와 IEC 61850 프로토콜을 사용하는 IED 정보를 상위시스템인 SCADA 시스템에서 각각 읽어올 수 있도록 하는 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환 방법에 있어서,
    데이타 변환기가 IEC 61850서버에 접속하여 IED 정보를 리드하고, IEC 61850 서버에 등록된 IED 계층구조 및 IED 리스트를 파악하는 제 1 과정과;
    제 1 과정에서 파악된 정보를 토대로 시스템 제어에 필요한 목록을 그룹화한 후 시스템제어에 필요한 아이템(Item) 정보를 선별하여 IEC 61850 서버에 등록하는 제 2 과정과;
    상기 데이터 변환기는 상기 IED, Group, 아이템 정보를 바탕으로 시스템 제어에 필요한 변전소 감시를 위한 감시 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어의 구성상태로서 통신중계장치에 대한 정보를 정의한 테이블 정보(PCM), 변전소 감시와 보호를 위한 장치들을 그룹화한 정보를 정의한 테이블 정보(RESOURSE), 변전소 감시 시스템에서 임의로 구성하는 데이터들을 정의한 테이블 정보(SystemGroup)를 포함하는 시스템 구성의 태그 정보와, 변전소 감시 시스템의 데이터 운영상태로서 모드버스 통신을 하는 장치로부터 받을 데이터에 대한 태그를 정의한 테이블 정보(INF), 아날로그 데이터에 대한 알람 관리 태그를 정의한 테이블 정보(ADCMP), 디지털 데이터에 대한 알람 관리 태그를 정의한 테이블 정보(DDCMP)를 포함하는 시스템 제어의 태그 정보를 생성하는 제 3 과정과;
    생성된 시스템 구성 및 시스템 제어의 태그 정보를 DB에 저장한 후 다운로드를 통해 상위시스템에 통보하는 제 4 과정; 으로 구성한 것을 특징으로 하는 변전소 자동화를 위한 IEC 61850 데이타 변환방법.
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