KR20220166513A - 디지털 변전소의 샘플링 값 자동 시험 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

디지털 변전소의 샘플링 값을 네트워크를 통해 실시간으로 수집하여 사용자 요구조건에 맞는 성능을 자동으로 검증할 수 있는 샘플링 값 자동 시험 시스템이 개시된다. 상기 샘플링 값 자동 시험 시스템은, 계측 신호를 생성하는 계측 신호 발생 장치, 상기 계측 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 변전소의 샘플링값을 생성하는 시험 대상 장치, 및 미리 설정되는 다수의 시험 모델 중 선택되는 하나의 시험 모델에 기반하여 생성되는 시험 케이스에 따라 상기 샘플링값(sampled value)에 대해 자동 시험을 실행하는 시험 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 변전소의 샘플링 값 자동 시험 시스템 및 방법{System and Method for testing sampled value of digital substation automatically}
본 발명은 디지털 변전소 시험 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 디지털 변전소 현장에 설치되어 전압과 전류를 디지털 신호(즉, 샘플링 값)로 전송하는 전자 장치를 대상으로 샘플링 값을 자동 시험하는 시스템 및 방법에 대한 것이다.
현재 대부분의 나라에서 운전 중인 디지털 변전소는 전력설비에서 나오는 모든 계측과 상태신호를 디지털로 전환하여 사용하는 것이 아니라, 전력설비를 감시하기 위해 물리적인 전기 케이블에 의한 1:1로 신호를 전달받은 지능형 전자 장치(Intelligent Electronic Device)가 컴퓨터 단말장치로 이루어진 운영시스템과 디지털 신호를 주고받는 하프(Half)급(50% 디지털화) 디지털 변전소이다.
이와 같은 디지털 변전소는 전압과 전류 등 계측 데이터의 정보공유가 불가능한 관계로 지능형 시스템 도입이 어렵고 시스템 확장에도 제약이 많을 수밖에 없다.
또한, 변전소 현장에 제어 케이블에 의한 전기신호와 네트워크 통신을 통한 디지털 신호가 혼재하여 디지털 변전소의 구성 복잡성을 증가시켜 다수의 장애를 발생하는 요인이 되고 있다. 따라서, 변전소와 변전소 간 디지털 신호의 교환이 불가하여 광역 계통 보호 및 감시 시스템 개발에 한계가 있었다.
이로 인하여 전 세계적으로 디지털 변전소를 현재의 Half급 디지털 변전소에서 변전소의 모든 신호를 디지털로 전환하여 운영하는 풀(Full) 디지털 변전소로 구축하고 있으며, 그 속도가 점차 가속되고 있다.
풀(Full) 디지털 변전소의 가장 큰 특징 중 하나가 변전설비의 보호 및 계측기능을 수행하기 위해 CT(Current Transformer)와 PT(Potential Transformer)의 계측설비로부터 취득한 전압과 전류를 디지털 신호로 변환하여 고속의 네트워크 시스템에 전송하는 것이다, 이때 전압과 전류에 대한 디지털 신호가 디지털 변전소의 국제규격에서 정의하는 샘플링 값(Sampled Value, SV)이다.
풀 디지털 변전소의 핵심 디지털 신호인 SV는 고정밀 시각동기 신호를 이용하고 신호의 빠른 전송을 위해 네트워크의 2계층(Media Access Control 주소)의 연속전송을 사용하는 단방향 고속 통신 메시지이다.
SV 신호를 기반으로 디지털 변전소를 운영하기 위해서는 SV를 보내는 MU(Merging Unit)와 같은 전자장치가 디지털 변전소에 적합한 디지털 형식을 갖추고 네트워크에 정확하고 무손실의 신호를 전송하는지 검증하는 과정이 필수적으로 요구된다.
하지만, 현재 국내외에 보유중인 기술과 시험장치는 SV 신호를 수집하여 단순 실효치로 계산하여 계측값을 보여주거나, 네트워크로부터도 수집한 SV 통신 패킷을 사람이 직접 눈으로 확인하여 형식과 신호전송의 정확성을 판단해야 한다.
SV는 고정밀의 시각동기를 기반으로 하고 매우 많은 양의 데이터를 짧은 시간에 네트워크에 전송하기 때문에 실시간 감시하는 것이 불가능하고, 수집한 통신 트래픽을 가지고 분석한다고 하여도 많은 시간이 소요되고 그 정확성도 떨어질 수밖에 없다.
따라서, 시험대상 장치가 전송하는 SV를 네트워크를 통해 실시간으로 수집하여 사용자 요구조건에 맞는 성능을 자동으로 검증할 시험 기술이 요구되고 있다.
또한, 이러한 시험 기술의 경우, Full 디지털 변전소의 운영 신뢰성을 높이고, 제품 개발과정 및 등록과정에 필요한 시험수행의 인력과 비용을 줄이고 판정의 정확성을 높일 필요가 있다.
1. 한국공개특허번호 제10-2021-0044467호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 디지털 변전소의 샘플링 값을 네트워크를 통해 실시간으로 수집하여 사용자 요구조건에 맞는 성능을 자동으로 검증할 수 있는 샘플링 값 자동 시험 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 디지털 변전소의 운영 신뢰성을 높이고, 제품 개발과정 및 등록과정에 필요한 시험수행의 인력과 비용을 줄이고 판정의 정확성을 높일 수 있는 샘플링 값 자동 시험 시스템 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 디지털 변전소의 샘플링 값을 네트워크를 통해 실시간으로 수집하여 사용자 요구조건에 맞는 성능을 자동으로 검증할 수 있는 샘플링 값 자동 시험 시스템을 제공한다.
상기 샘플링 값 자동 시험 시스템은,
계측 신호를 생성하는 계측 신호 발생 장치;
상기 계측 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 변전소의 샘플링값을 생성하는 시험 대상 장치; 및
미리 설정되는 다수의 시험 모델 중 선택되는 하나의 시험 모델에 기반하여 생성되는 시험 케이스에 따라 상기 샘플링값(sampled value)에 대해 자동 시험을 실행하는 시험 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 시험 장치는, 하나의 상기 시험 모델을 가지고 상기 시험 케이스를 생성하고 관리하는 시험 운영부; 및 상기 시험 케이스에 따라 상기 자동 시험을 실행하고, 상기 실행에 따른 결과를 사용자에게 제공하는 시험 수행부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시험 운영부는, 다수의 상기 시험모델을 저장하고 있는 시험 모델 데이터베이스; 상기 시험 모델 데이터베이스로부터 선택된 하나의 상기 시험모델을 이용하여 상기 시험 케이스를 생성하는 시험 관리 블럭; 및 상기 시험 케이스에 따른 시험 수행 명령을 생성하는 시험 진행 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시험 수행부는, 상기 시험 수행 명령에 따라 상기 샘플링값(sampled value)에 대해 자동 시험을 실행하는 시험 실행기; 시간 정보를 상기 자동 시험에 반영하는 신호 처리기; 및 제 2 통신 포트를 통해 상기 시험 대상 장치로부터 상기 샘플링값을 수신하는 신호 수집기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시간 정보는 제 1 통신 포트를 통해 시각 동기 서버로부터 수신되는 시간 정보이거나 PPS(Pulse Per Second) 시간인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시험 모델은, 상기 자동 시험을 위한 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보를 수집하는 시험 진행 모델, 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보를 이용하여 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보에 관련되는 상세 데이터를 분석하는 시험 분석 모델, 및 상기 분석에 따른 판정을 실행하는 판정 모델을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시험 진행 모델은, 미리 지정된 시간만큼 네트워크에 있는 상기 샘플링값을 수집하여 저장하는 제 1 모델과, 미리 설정된 시간 소스에서 상기 시간 정보를 상기 시험 케이스의 종료때까지 가져와서 시간 동기 표시자(indicator)와 시험 로그에 상기 시각 동기 서버와의 시각 동기 상태를 표시하는 제 2 모델로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시험 분석 모델은, 수집된 상기 샘플링값 중 상기 시험 대상 장치의 설정과 일치한 샘플링값이 있는지를 다수의 파라미터를 이용하여 확인하는 샘플링값 형식 확인 모델, 지연 시간을 측정하는 지연 시간 측정 모델, 상기 샘플링값의 샘플링 카운터가 증가하고 마지막 샘플링 카운터 이후 제로(zero)값으로 리셋(reset)되어 증가되는지를 측정하는 샘플링 속도 측정 모델, 샘플링값의 상기 샘플링 카운터가 상기 제로값이 되는 간격을 미리 설정되는 마진인지를 측정하는 샘플링 간격 측정 모델, 상기 시험 장치가 시각 동기 서버와의 동기화 여부에 따라 시각 동기를 측정하는 시각 동기 측정 모델, PPS(Pulse Per Second) 시간과 상기 샘플링 카운터가 상기 제로값이되는 값간의 차를 이용하여 시각 동기 정밀도를 측정하는 시각 동기 정밀도 측정 모델, 전압과 전류의 데이터셋(RSTN)이 구성되어 있는지에 따른 ASDU(application service data unit) 형식을 확인하는 ASDU 형식 확인 모델, 상기 시험 대상 장치(130)의 설정값을 이용하여 전압, 전류의 RMS(Root Means Sqaure)을 계산하는 RMS(Root Means Sqaure) 계산 모델, 상기 시험 대상 장치(130)의 설정에 따른 상기 샘플링값의 전압과 전류의 품질값과 미리 설정되는 품질값을 비교하여 검증하는 품질 검증 모델, 및 미리 설정된 시간 동안 상기 시험 대상 장치(130)가 전송한 상기 샘플링값을 카운터하여 미리 설정된 전송 범위내인지를 판정하는 샘플링 카운터(Sampling Counter) 모델 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 다수의 상기 파라미터는 목적지 MAC(Media Access Control) 주소, TPID(tag protocol identifier), VLAN(Virtual Local Area Network) 우선순위(priority), VLAN ID(identifier), 이더타입(Ethertype), APPID(APP identifier), 샘플값 ID(SvID: Sampled Value identifier), ASDU(application service data unit)의 개수, confRev(Configuration Revision), DUT(Device Under Test, 시험 대상 장치) 포맷(Format) 선택사항, 샘플링 속도(sampling rate), 및 리플레시 시간(refresh Time) 중 적어도 2개인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 판정 모델은, 상기 시험 분석 모델을 다수개 배치하는 판정그룹을 생성하는 다중 시험 판정 모델, 상기 자동 시험 중 상기 시험 대상 장치의 동작 및 출력을 메시지로 제공하는 시험 가이드 지시 모델, 상기 자동 시험 중 반복 구간을 지정할 수 있는 시험 반복 모델, 선택한 시험 케이스의 실행을 선언할 수 있는 시험 시작 모델, 및 상기 선택한 시험 케이스의 종류를 선언할 수 있는 시험 종료 모델 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지연 시간 측정 모델은 0의 범주에 있던 상기 샘플링값의 샘플의 마지막 시간과 0값 이상을 가지는 시간의 차를 계산하고, 상기 시간의 차가 상기 시험 대상 장치(130)의 설정인 계측 지연 시간(The measured delay time)과 상기 시험 대상 장치(130)의 설정인 최대 지연(Maximum delay) 시간보다 작으면 패스, 크면 실패, 상기 샘플링값이 없으면 판단 불가로 정의되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시각동기 측정 모델은 시각 동기 서버와 동기화되어 있는 경우, 상기 샘플링값 중 샘플링 동기값(SmpSynch:sampling synchronization)이 PPS 시간에서 1이고, IEEE1588에서 2이면 성공으로 다른 값이면 실패로 정의되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시각동기 측정 모델은 시각 동기 서버와 동기화가 안되어 있는 경우, 상기 샘플링값 중 샘플링 동기값(SmpSynch:sampling synchronization)이 0이면 성공이고, 다른 값이면 실패로 정의되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시각 동기 정밀도 측정 모델은, 시각 동기 서버와 동기화되어 있는 경우, PPS(Pulse Per Second) 시간과 상기 샘플링 카운터가 상기 제로값이되는 값간의 차를 구하고 이중 가장 큰 수의 값이 설정된 정밀도 시간 이내이면 성공, 상기 정밀도 시간보다 크면 실패로 정의되는 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 계측 신호 발생 장치가 계측 신호를 생성하는 단계; (b) 시험 대상 장치가 상기 계측 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 변전소의 샘플링값을 생성하는 단계; 및 (c) 시험 장치가 미리 설정되는 다수의 시험 모델 중 선택되는 하나의 시험 모델에 기반하여 생성되는 시험 케이스에 따라 상기 샘플링값(sampled value)에 대해 자동 시험을 실행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법을 제공한다.
이때, 상기 (c) 단계는, 시험 운영부가 하나의 상기 시험 모델을 가지고 상기 시험 케이스를 생성하고 관리하는 단계; 및 시험 수행부가 상기 시험 케이스에 따라 상기 자동 시험을 실행하고, 상기 실행에 따른 결과를 사용자에게 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결과는 보고서 형태인 것을 특징으로 한다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에 기술된 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 디지털 변전소에서 전력설비의 디지털 신호 전송의 핵심기술인 샘플링 값(Sampled Value)에 대해 국제규격 시험절차 방식으로 시험 자동화 시스템을 구현함으로써 고정밀 시각 동기화된 시험 대상 장치가 전송하는 샘플링 값을 실시간으로 취득하여 시험의 실행, 분석, 판정 그리고 보고서 출력에 이르는 전 과정을 자동으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 현재 네트워크 분석 툴과 SV(Sampled Value) 계측 장비를 가지고 사람에 의한 수작업 시험방식으로 인한 SV 출력의 실시간 확인과 성능의 건전성을 검증할 수 없었던 기술적 한계를 극복할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 사용자가 원하는 수준에서 SV(Sampled Value)를 전송하는 전자장치의 성능을 전문지식 없이도 쉽게 사용할 수 있어 새로운 장치의 도입 및 현장 설치를 위한 사전검증장치로 사용하여 신규장치에 대한 문제를 사전에 발견하고 그 기능의 성능을 신속하게 확인할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 지털변전소 운영환경의 신뢰성을 향상할 수 있고, 시험에 드는 시간과 비용을 획기적으로 줄여 경제적 효과도 매우 높다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플링 값 자동 시험 시스템의 구성 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 시험 운영부의 세부 구성 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 시험 수행부의 세부 구성 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플링 값 자동 시험 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 5는 일반적인 품질 타입(Quality type)의 정의를 보여주는 표이다.
도 6은 도 1에 도시된 시험 대상 장치의 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 디지털 변전소의 샘플링 값 자동 시험 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 샘플링 값 자동 시험 시스템(100)의 구성 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 샘플링 값 자동 시험 시스템(100)은, 시험 대상 장치(130)에 대해 시험을 수행하는 시험 장치(110), 네트워크 스위치(120), 계측 신호 발생 장치(140), 및 시각 동기 서버(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
시험 장치(110)는 미리 설정되는 시험 모델에 의해 생성되는 사용자 정의 시험 절차서에 따라 시험 대상 장치(130)에 대해 시험을 수행하는 기능을 수행한다. 또한, 시험 수행에 따른 결과를 사용자에게 제공한다.
이를 위해, 시험 장치(110)는, 시험모델을 가지고 사용자 정의 시험 절차서를 생성하고 관리하는 시험 운영부(111), 시험 운영부(111)의 시험 절차서에 따라 자동으로 시험 대상 장치(130)에 대한 시험을 실행하고, 실행에 따른 결과를 사용자에게 제공하는 시험 수행부(112) 등을 포함하여 구성된다.
시험 운영부(111)는 MU(Merging Unit) 등과 같은 시험 대상 장치(130)를 선택한 시험 케이스와 모든 시험설정 내용을 포함한 프로젝트로 관리하는 기능을 수행한다. 따라서, 사용자의 시험관리 효율성이 증대하고, 자동으로 시험을 수행할 수 있도록 시험 케이스, 프로젝트 등이 구조화될 수 있다.
또한, 시험 운영부(111)는 시험의 시작, 종료, 및 보고서 출력에 이르는 디지털 변전소의 샘플링 값(Sampled Value) 시험 케이스의 전과정을 모델 주도로 구현할 수 있는 특징을 가지고 있다.
네트워크 스위치(120)는 시험 장치(110)로부터의 데이터를 시험 대상 장치(130) 또는 시각 동기 서버(150)에 전송하거나, 시험 대상 장치(130) 또는 시각 동기 서버(150)로부터의 데이터를 시험 장치(110)에 전송하는 기능을 수행한다.
부연하면, 네트워크 스위치(120)는 통신 케이블(미도시)에 연결된 시험 장치(110), 시각 동기 서버(150), 시험 대상 장치(130) 등의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 내장된 MAC(Media Access Control) 주소를 확인한다. 네트워크 스위치(120)는 이 MAC 주소를 사용해 데이터가 발송된 기기(110,130,150)와 수신된 데이터(즉, 데이터 패킷)를 전달할 위치를 식별한다. 따라서 MAC 주소는 기기에 동적으로 할당되고 변경이 가능한 네트워크 계층(계층 3) IP 주소와 달리 물리적 기기를 식별하는 데 사용될 수 있다.
한 기기가 다른 기기로 데이터 패킷을 보내면 데이터 패킷이 네트워크 스위치(120)로 들어오고 네트워크 스위치(120)는 데이터 패킷의 헤더를 읽어 어떻게 처리할지 결정한다. 즉, 목적지 주소와 대조해 목적지 기기로 이어지는 적절한 포트를 통해 데이터 패킷을 내보낸다. 따라서, 네트워크 스위치(120)는 브릿징 허브, MAC 브릿지, 스위칭 허브, 포트 스위칭 허브 등이 될 수 있다.
시험 대상 장치(130)는 머징 유닛(Merging unit) 등이 될 수 있다. 머징 유닛은 CT(Current Transformer)/PT(Potential Transformer)의 전류와 전압값을 디지털값으로 변환하여 IED(Intelligent Electronic Device)(미도시)에 전송하는 프로세스 버스(미도시)의 주요설비이다. 시험 대상 장치(130)는 머징 유닛 외에도 능형전자장치, ECT(Electronic Current Transformer), EVT(Electronic Voltage Transformer) 등이 될 수 있다.
일반적으로, 풀(Full) 디지털 변전소의 가장 큰 특징 중 하나가 변전설비의 보호 및/또는 계측기능을 수행하기 위해 CT(Current Transformer), PT(Potential Transformer)등의 계측 신호 발생 장치(140)로부터 취득한 전압, 전류를 디지털 신호로 변환하여 고속의 네트워크 시스템에 전송하는 것이다, 이때 전압, 전류에 대한 디지털 신호가 디지털 변전소의 국제규격에서 정의하는 샘플링 값(Sampled Value, SV)이다.
시험 대상 장치(130)의 구성을 보여주는 기본 개념에 대해서는 도 6에 도시되어 있음으로 후술하기로 한다.
계측 신호 발생 장치(140)는 변전소에서 발생하는 전류, 전압을 계측하여 계측 신호를 생성하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 계측 신호 발생 장치(140)는 전류 센서 및 전압 센서로 구성될 수 있다. 전류 센서로는 홀 센서, 광섬유 전류 센서, CT(Current Transformer)형 전류 센서 등이 사용될 수 있다. 전압 센서로는 PT(Potential Transformer)가 될 수 있다.
시각 동기 서버(150)는 고정밀의 시각동기를 위한 시간 정보를 생성하여 시험 장치(110)에 제공하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 시각 동기 서버(150)는 GPS(Global Positioning System) 수신기, 마이크로프로세서, 통신 회로 등을 포함하여 구성될 수 있다. 통신 회로는 랜카드, 모뎀 등이 될 수 있다. 시간 정보는 GPS(Global Positioning System) 신호 수신 또는 내부 클락을 이용하여 디지털시간 정보를 생성하고, 이를 연결된 장치에 네트워크를 통하여 제공한다.
도 2는 도 1에 도시된 시험 운영부(111)의 세부 구성 블럭도이다. 도 2를 참조하면, 시험 운영부(111)는 기본적으로 샘플링값 시험 모델을 가지고 사용자가 설정하는 사용자 정의 시험 절차서를 생성 및 관리하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 시험 운영부(111)는, SV 시험을 수행하는 시험모델을 가지고 있는 시험 모델 데이터베이스(210), 시험 모델 데이터베이스(210)로부터 선택된 시험모델을 이용하여 사용자 정의 절차서를 생성하는 시험 관리 블럭(220), 시험 케이스에 따른 시험 수행 명령을 생성하는 시험 진행 모듈(230) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
시험 모델 데이터베이스(210)에 저장되는 시험 모델은 시험 진행 모델, 시험 분석 모델, 판정 모델로 구성된다.
1) 시험 진행 모델은 2가지 모델로 구성될 수 있다.
① SV 수집 모델
지정된 시간 만큼 네트워크에 있는 SV를 수집하고 수집된 SV를 저장한다.
② 시각동기 신호 수집 모델
시험 장치(110)에 설정된 시간 소스에서 시간 정보를 시험 케이스의 종료때까지 가져와서 시간 동기 표시자(indicator)와 시험 로그에 시각 동기 서버(150)와의 시각 동기 상태를 표시한다. 부연하면, 각 동기 서버(150)로부터 시간 정보를 지속적으로 받고 있는지를 시험 로그에 기록으로 남긴다.
2) 시험 분석 모델은 10가지 모델로 구성될 수 있다. 이를 설명하면 다음과 같다.
① 샘플링값(SV) 형식 확인 모델
수집된 SV를 가지고 시험 대상 장치(130)가 설정한 것으로서 일치한 SV가 있으면 패스, 일치하는 SV가 없으면 실패(Fail), SV가 없으면 판단 불가이다. 또한, 시험 대상 장치(130)에서 일치 여부를 확인할 파라미터를 지정한다. 파라미터는 다음과 같다.
- 목적지 MAC 주소(destination MAC address)
- TPID(tag protocol identifier)
- VLAN 우선순위(priority)
- VLAN ID(Virtual Local Area Network identifier)
- 이더타입(Ethertype)
- APPID(APP identifier)
- 샘플값 ID(SvID: Sampled Value identifier)
- ASDU(application service data unit)의 갯수
- confRev(Configuration Revision)
- DUT(Device Under Test, 시험 대상 장치) 포맷(Format) 선택사항
- 샘플링 속도(sampling rate)(default False)
- 리플레시 시간(refresh Time)(default False)
② 지연 시간(Delay Time) 측정 모델
- 수집한 SV 중 시험 대상 장치(130)의 설정과 일치하는 SV 찾음
- 수집한 SV의 각 샘플별 기록시간을 가지고 전압/전류 인가 신호를 수신한 시간(선택적임)과 0의 범주에 있던 SV의 sample의 마지막 시간과 0값 이상을 가지는 시간의 차를 계산하고, 시간의 차가 DUT의 시험케이스 설정인 계측 지연 시간(The measured delay time)과 DUT의 설정인 최대 지연(Maximum delay) 시간보다 작으면 패스, 크면 Fail, SV가 없으면 판단 불가로 한다.
부연하면, 전압/전류 인가 신호를 수신한 시간이 선택될때는 해당시간과 SV의 sample의 0값 이상을 가지는 시간의 차를 계산하고, 수신한 시간이 안될 때는 0의 범주에 있던 SV의 sample의 마지막 시간과 0값 이상을 가지는 시간의 차를 계산한다.
③ 샘플링 속도(Sampling Rate) 측정 모델
- 수집한 SV중 DUT의 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
- 수집한 SV의 샘플링 속도(Sampling rate)가 DUT의 설정에 따라 아래의 조건에 따른 SV의 smpCnt(sampling count)가 증가하고 마지막 샘플링 카운터 이후 제로(zero)값으로 리셋(reset)되어 증가하는 것이 확인되면 성공, 그 외의 조건이면 실패로 판정한다.
Sampling Rate 주파수
50Hz 60Hz
80 0 ~ 3,999 0 ~ 4,799
256 0 ~ 12,799 0 ~ 15,359
④ 샘플링 간격(Sampling Interval) 측정 모델
- 수집한 SV 중 DUT의 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
- 수집한 SV의 smpCnt=0의 간격이 1초(마진 설정)이면 성공이고, 범위를 벗어나면 실패로 판정한다.
⑤ 시각동기 측정 모델
- SV 시각동기 측정모델은 아래의 [조건1], [조건2], [자동] 3가지의 판단조건을 선택한다.
- 수집한 SV 중 DUT의 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
[조건 1] 시험 장치(110)가 설정된 시각 동기 서버(150)와 동기화되어 있는 경우, SV의 샘플링 동기값(SmpSynch:sampling synchronization)이 아래와 같은 값을 가지면 성공, 다른 값이면 실패로 판정한다.
타임서버종류 값
PPS 1
IEEE1588(Global) 2
[조건 2] 시험 장치(110)가 설정된 시각 동기 서버(150)와 동기화가 안 되어 있는 경우 SV의 SmpSynch가 0의 값을 가지면 성공, 다른 값이면 실패로 판정한다.
단 [조건 2]는 PPS 시간이 안 들어오는 순간에서 SmpSynch가 0이 되는 순간까지의 시간이 DUT의 hold-over Time ±1.0%(default) 확인을 포함하여 판단하는 것을 설정(default는 미확인)할 수 있다.
⑥ 시각 동기 정밀도 측정 모델
- SV 시각동기 측정 모델은 신호 수집기(미도시)로부터 매시간 PPS 시간정보를 가지고 있다.
- 수집한 SV 중 DUT의 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
- 이 설정된 시각 동기 서버(150)와 동기화되어 있는 경우 PPS 시간과 SV의 SmpCnt=0 값의 시차를 구하고 이중 가장 큰 수의 값이 설정된 정밀도 시간 이내이면 성공, 이보다 크면 실패로 판정한다.
- 시험 장치(110)가 설정된 시각 동기 서버(150)와 동기화가 안 되어 있는 경우 시험보류로 판정한다.
⑦ ASDU(application service data unit) 형식 확인 모델
- 수집한 SV 중 DUT 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
- DUT의 ASDU 설정에 따른 SV의 noASDU와 seqASDU의 수가 일치하고 이에 따른 전압과 전류의 데이터셋(RSTN)이 구성되어 있으면 성공, 다르게 되면 실패로 판정한다. noASDU는 ASDU의 총수로 8개라 하면 seqASDU가 약 8개 존재한다.
⑧ RMS(Root Means Sqaure, 실효값) 계산 모델
- 수집한 SV의 값을 비교할 대상과 값을 설정한다.
- [All], 전압(R/S/T/N], 전류[R/S/T/N]
"All"은 전압과 전류 모두 비교하는 것을 의미한다.
- 비교 값의 마진은 ±0.0%(default)로 설정한다.
- DUT의 설정값을 이용하여 전압, 전류의 RMS값을 계산한다.
- 수집한 SV 중 DUT의 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
- DUT의 ASDU 설정에 따른 SV의 전압과 전류의 R/S/T/N에 대한 값이 비교 값과 일치하는지 확인하여 일치하면 성공, 다르게 되면 실패로 판정한다.
⑨ 품질 검증 모델
- 수집한 SV의 물질(quality) 값을 비교할 대상을 설정한다.
- [All], 전압(R/S/T/N], 전류[R/S/T/N]
- [조건 1] 성공으로 간주할 SV의 품질(quality)값을 설정한다.
- [사용자 지정], [전압/전류 입력단자 미연결시 Quality 표현] 중 하나를 선택한다.
- [조건 2] quality 비교범위를 설정한다.
- [all], [시험케이스 변수설정, 예:Svp6(quality 확인 구간 선택)], [사용자 지정] 중 하나를 선택한다.
- 수집한 SV 중 DUT의 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
- DUT의 ASDU 설정에 따른 SV의 전압과 전류의 quality 값이 [조건 1]과 [조건 2] 설정에 따라 일치하는지 확인하여 일치하면 성공, 다르게 되면 실패로 판정한다.
⑩ 샘플링 카운터(Sampling Counter) 모델
- DUT가 보내는 SV 수를 세기 위한 시간을 설정한다.
- SV수 검증을 위해 확인하고자 하는 SV 전송수를 50Hz와 60Hz 주파수별로 아래의 예와 같은 형식으로 입력하고, DUT의 주파수 설정에 따라 자동으로 선택한다. 예로서, 50Hz : 240000±1 sample/cycle, 60Hz : 288000±1 sample/cycle(default value)이다.
- 수집한 SV 중 DUT의 설정과 일치하는 SV를 찾는다.
- 설정된 시간 동안 DUT가 전송한 SV를 카운터하여 설정된 전송 범위 안에 들어오면 성공, 그 외의 조건이면 실패로 판정한다.
도 2를 계속 참조하면, 3) 판정 모델은 5가지 모델로 구성될 수 있다.
① 다중 시험 판정 모델
- 판정그룹을 생성한다. 각 판정그룹은 그 안에 또 다른 판정그룹을 생성할 수 있고 생성그룹의 depth는 한계점(예:3)을 갖는다.
- 판정그룹 간은 종합시험결과를 And 또는 Or로 묶을 수 있고, 판정결과에 보류가 있으면 전체시험결과는 보류가 된다.
- 판정그룹 안에는 1~다수의 시험 분석 모델을 배치할 수 있고, 각 시험 분석 모델의 판정결과는 "And" 또는 "Or"로 묶을 수 있다.
- 시험 케이스 안에 여러 개의 다중 시험 판정 모델이 있거나 반복(Loop)으로 인한 동일 시험 판정모델이 여러 번 실행되는 경우 시험 수행부(112)는 각 시험 판정 모델의 판정값을 "And"로 하여 시험 케이스의 최종판정을 자동으로 수행한다.
② 시험 가이드 지시 모델
- 시험자에게 시험절차에 따라 DUT의 동작 또는 시험설비 출력(전압/전류 등) 또는 시험상황 연출(네트워크 해제 등)을 시험 진행 중 보여주는 내용을 기재할 수 있다.
- 시험 케이스를 반복(Loop) 중일 때 각 반복별로 다른 메시지를 보여줄 때는 반복 카운터 만큼 다른 메시지를 보여주는 기능이 있다.
③ 시험 반복 모델
시험 케이스 내에서 반복구간을 지정할 수 있고, 반복 수를 입력하면 시험실행 중 해당 구간이 반복 실행된다.
④ 시험 시작 모델
선택한 시험케이스의 실행을 선언할 수 있다.
⑤ 시험 종료 모델
선택한 시험 케이스의 종료를 선언할 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 시험 관리 블럭(220)은, 각 시험 대상 장치(130)를 프로젝트로 정의하여 관리할 수 있는 프로젝트 관리 모듈(221), 시험 모델 데이터베이스(210)로부터 시험모델을 선택하고, 이 선택된 시험모델을 기반으로 사용자 정의 시험 케이스를 생성하고 관리할 수 있는 시험 케이스 관리 모듈(222), 사용자 정의 시험 케이스를 실행하기 위해 필요한 설정값을 입력하여 생성하는 사용자 정의 절차서를 생성하고 관리할 수 있는 시험 설정 모듈(223) 등을 포함하여 구성된다. 사용자 정의 시험 케이스와 사용자 정의 절차서는 연결고리를 갖는다.
부연하면, 사용자가 시험대상(머징유닛 등)에 대한 시험 절차를 문서(즉 사용자 정의 절차서)로 작성하면 이를 본 발명의 시험 모델을 이용하여 SV 시험장치가 실행할 수 있는 시험 케이스를 만든다.
시험 설정 모듈(223)에 의해 생성된 시험 케이스는 시험 진행 모듈(230)에 의해 시험 수행부(112)에 시험 수행 명령을 전송한다.
한편, 프로젝트 관리 모듈(221)은 다음의 세부 설정 기능이 있다.
① 프로젝트 설정
- 프로젝트 생성/삭제/변경
- 생성 파일 저장 폴더 관리 : 생성 파일로는 PCAP(Packet capture) 등을 들 수 있다.
- DUT(Device Under Test, 시험 대상 장치) 생성/삭제/변경
- DUT 설정과 연계
② DUT 설정
- DUT CID 파일 업로드(Upload) 기능 : CID(Configured IED Description)파일에는 연결된 차트 이미지의 이름, 파일 설명, 이미지 픽셀을 정의하는 참조 지점, 이미지 MD5 디지털 서명 및 요금 제한이 포함될 수 있다.
- DUT 일반 설정 (일반 설정은 아래 구체화하지 못한 내용을 반영하는 것을 의미한다)
- DUT명, 모델번호, 제조사
- 커넥터 타입(Connector Type)
- 시각 동기 방식(Time Synchronization) : PPS(Pulse Per Second)(디폴트), IEEE1588 선택
- DUT의 지속 시간(hold-over Time) ± 1.0% (default) 확인
- DUT 리포트 출력 폴더 지정
- DUT 시험 케이스 결과(PCap 등) 저장 폴더 지정
- DUT SV(Sampled Value) 시험 케이스 선택 및 관리
- 시험 시스템이 가지고 이는 시험 케이스 보여주기
- DUT가 실행할 시험 케이스 선택 : 선택된 시험케이스만 실행할 수 있고, 결과 리포트 출력과 연계
- 시험 케이스의 설정은 시험 케이스 상세설정에서 default로 가져오고 각 케이스는 일반(default)/사용자 설정 가능하다. 일반의 경우 상세설정의 값을 자동으로 따르고 사용자 선택의 경우 입력된 값을 저장하여 사용
- DUT SV 전송설정 : CID 파일 또는 사용자 입력 선택
- MSVCB(Multicast Sampled Value Control Block) 선택 : 시험대상 SV 선택
- SV 네트워크 설정 : 예시를 보면 다음과 같다.
destination MAC address 01-0C-CD-04-xx-xx
TPID(tag protocol identifier) 0x8100
VLAN(Virtual Local Area Network) priority as configured default = 4
VLAN ID as configured default = 0x000
Ethertype 0x88BA
APPID(APP identifier) 0x4000
- 주파수(50Hz 또는 60Hz 선택)
- ConfRev(Configuration rev.)
- 샘플링 속도(Sampling rate) 설정 (80, 256 선택)
- 리플레시 시간(Refresh Time) 설정 (defalut는 False)
- ASDU(application service data unit) 선택 (1~8 선택) : 단 80 sampling rate 설정인 경우 1로 고정
- SvID(Sampled Value identifier) : 단 80 샘플링 속도(sampling rate)로 설정이면 1로 고정
- 전압/전류 입력단자 미연결 시 품질(Quality) 표현:전압 R/S/T/N, 전류 R/S/T/N 상별 지정
품질 타입 정의는 도 5에 예시되며, 후술하기로 한다.
도 2를 계속 참조하면, 다음과 같다.
- 전압/전류 입력단자 “0” 값 시 Quality 표현:전압 R/S/T/N, 전류 R/S/T/N 상별 지정
- 전압/전류 RMS(Root Mean Square) 계산을 위한 CT(Current transformer) 비율(Ratio), PT(potential transformer) 비율(Ratio) 설정
비율을 예시하면 CT는 2000:5, PT는 154000:110이다.
- 최대 지연(Maximum delay)(default, 약 3ms)
도 2를 계속 참조하면, 시험 설정 모듈(230)은 시험대상장치 프로젝트에서 선택한 시험 케이스의 아래 상세 설정값을 관리하는 기능을 수행한다.
① 측정 지연 시간(the measured delay time)(3ms, default)
② 품질 확인 구간 선택: 유효(validity)(default: true), detailqual(default: false), 소스(source)(default: false), 테스트(default: false), 운영자 차단(operatorblocked)(default: false), 파생(derived)(default: false)
도 6의 내용을 설정할 수 있는 것으로, 유효(validity)(default: true)는 2bit 값이 모두 00이면 true 이고, detailqual(default: false)은 detailqual 8 bit가 한 개라도 1이면 true, 모두 0이면 false, 소스(source)(default: false), 테스트(default: false), 운영자 차단(operatorblocked)(default: false), 파생(derived)(default: false)는 각 해당 bit가 1이면 true 0이면 false이다.
③ 시각동기 설정 : PPS 또는 시각 동기 서버 설정
도 3은 도 1에 도시된 시험 수행부(112)의 세부 구성 블럭도이다. 도 3을 참조하면, 시험 운영부(111)에서 선택된 시험 케이스의 실행 명령이 내려오면 시험 실행기(310)는 시험 모델에 따라 신호 처리기(320)를 동작하여 제 1 통신 포트(331)를 통해 시각 동기 서버(150)에서 시간 정보를 받아 시험 진행 과정에서 사용하도록 한다. 또한, 시험 실행기(310)는 시험 케이스에 구현된 시험모델에 따라 신호 수집기(330)는 제 2 입력포트(332)를 통해 시험 대상 장치(130)가 전송하는 SV 신호를 수신하여 시험을 수행한다.
제 1 통신 포트(331) 및 제 2 통신 포트(332)는 통신 포트로서 네트워크 스위치(120)에 연결된다. 따라서, 입력 포트(331,332)는 물리적인 포트, 논리적인 접속 장소를 포함하는 의미가 될 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된, 시험 관리 블럭(220), 프로젝트 관리 모듈(221), 시험 케이스 관리 모듈(222), 시험 설정 모듈(223), 시험 진행 모듈(230), 시험 실행기(310), 신호 처리기(320), 신호 수집기(330)는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 소프트웨어 구성 컴포넌트(요소), 객체 지향 소프트웨어 구성 컴포넌트, 클래스 구성 컴포넌트 및 작업 구성 컴포넌트, 프로세스, 기능, 속성, 절차, 서브 루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로 코드, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 배열 및 변수를 포함할 수 있다. 소프트웨어, 데이터 등은 메모리에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
시험 수행부(112)는 시험 운영부(111)에서 선택된 사용자 정의 절차서의 실행 명령이 내려오면 시험 실행기(310)는 시험모델에 따라 신호 처리기(320)를 동작하여 시각 동기 신호의 입력을 위한 제 1 통신 포트(331)를 통해 고정밀의 시각 동기 서버(150)에서 시간 정보를 받아 시험 진행 과정에서 사용하도록 한다. 또한, 시험 케이스에 구현된 시험 모델에 따라 신호 수집기(330)는 SV(Sampled Value) 입력을 위한 제 2 통신 포트(332)를 통해 시험 대상 장치(130)가 전송하는 SV 신호를 수신하여 시험을 수행한다. 시험 운영부(111)의 시험케이스 관리 모듈(222)을 통하여 프로젝트의 각 시험 케이스는 도 4의 과정과 같이 생성되고 관리될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 샘플링값(SV:Sampled Value) 자동 시험 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 다수의 시험 모델 중 선택되는 하나의 시험 모델에 기반하여 생성되는 시험 케이스에 기반한 시험 케이스를 생성한다(단계 S410). 이러한 시험 절차서(예를 들면, SV_Cse1)를 보면 다음과 같다.
시험 절차서 SV_Case1
시험
설명 		DUT가 전송하는 SV의 샘플링된 전류(또는 전압) 값이 실제 계측 신호 발생 장치에서 입력하는 아날로그 전류(또는 전압) 신호와 일치하는지 확인
번호 시험모델 내용
1 시각동기 신호 수집 모델 시험시스템과 DUT의 설정된 시각 동기 서버와 연결
2 시험가이드 지시 모델 대칭분 삼상(VA, VB, VC) 전류(5A), 전압(69.28V)을 인가
3 SV 수집 모델 SV를 30초간 수집하도록 설정
4 다중(Multi) 시험 판정 모델 SV 형식 확인
SV Sampling Rate 측정
SV RMS 계산
- 전압 R/S/T = 69.28 V, N=0 V 확인
- 전류 R/S/T = 69.28 V, N=0 V 확인
5 시험가이드 지시 모델 대칭분 삼상(IA, IB, IC) 전류(5A), 위상이 0인 대칭분 삼상(VA, VB, VC) 전압(69.28V)을 인가
6 SV 수집 모델 SV를 30초간 수집하도록 설정
7 다중(Multi) 시험 판정 모델 SV 형식 확인
SV Sampling Rate 측정
SV RMS 계산
- 전압 R/S/T = 69.28 V, N=330 V 확인
- 전류 R/S/T = 5 A, N=0 A 확인
8 시험가이드 지시 모델 VA 전류(5A), VA 전압(69.28V)을 인가
9 SV 수집 모델 SV를 30초간 수집하도록 설정
10 다중(Multi) 시험 판정 모델 SV 형식 확인
SV Sampling Rate 측정
① SV RMS 계산
- 전압 R = 69.28 V, N=69.28 V 확인
- 전류 R = 5 A, N=0 A 확인
② SV RMS 계산
- 전압 S = 69.28 V, N=69.28 V 확인
- 전류 S = 5 A, N=0 A 확인
③ SV RMS 계산
- 전압 T = 69.28 V, N=69.28 V 확인
- 전류 T = 5 A, N=0 A 확인
※[①-③]은 Or로 묶고 전체는 And로 묶음
11 시험 반복 모델 9과 10번 과정을 3번 반복한다.
-1.IB 전류(5A), VB 전압(69.28V)을 인가
-2.IC 전류(5A), VC 전압(69.28V)을 인가
12 시험가이드 지시 모델 위상이 반대인 IA, IB 전류(5A)를 인가
13 SV 수집 모델 SV를 30초간 수집하도록 설정
14 다중(Multi) 시험 판정 모델 SV 형식확인
SV Sampling Rate 측정
① SV RMS 계산
- 전류 R, S = 5 A, N=0 A 확인
② SV RMS 계산
- 전류 S, T = 5 A, N=0 A 확인
③ SV RMS 계산
- 전류 R, T = 5 A, N=0 A 확인
※[①-③]은 Or로 묶고 전체는 And로 묶음
15 시험 반복 모델 13과 14번 과정을 3번 반복
-1.위상이 반대인 IB, IC 전류(5A)를 인가
-2.위상이 반대인 IC, IA 전류(5A)를 인가
16 시험가이드 지시 모델 전압, 전류 인가를 해제
이후, 사용자 정의 시험 절차서에 따라 자동 시험이 실행되기전에 시험가이드 지시 정보를 작성할 수 있다(단계 S402,S420). 부연하면, 화면에 가이드 메시지가 디스플레이될 수 있다. 물론, 실행하는 시험 장치(110)에 표시부(미도시)를 구성할 수도 있도, 별도로 구성할 수도 있다. 표시부는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic LED) 디스플레이, 터치 스크린, CRT(Cathode Ray Tube), 플렉시블 디스플레이, 마이크로 LED, 미니 LED이 될 수 있다. 터치 스크린의 경우, 입력 수단으로도 사용될 수 있다.
이후, 시험 진행 모듈(230)이 선택되며, 다중 시험 판정 정보가 구성될 수 있다(단계 S401,S440,S450).
이 경우, 반복 및 시험 추가 구현이 결정되면, 시험 반복, 시험 시작이 진행된다(단계 S403,S404).
단계 S450에서, 반복 및 시험 추가가 없으면, 시험 종료가 선택되고, 최종 시험 보고서가 생성되어 출력된다(단계 S460,S470).
도 5는 일반적인 품질 타입(Quality type)의 정의를 보여주는 표이다. 도 5를 참조하면, "default"는 기본 설정값을 의미하며, 유효(validity)는 보내는 데이터의 이상유무를 알려주고 이상이 있게 되면 detailqual의 8bit를 통해 이상의 이유를 알려주고, 소스(source)는 보내는 데이터가 실제 측정값인지 아니면 가상값인지 알려주고, 테스트는 보내는 데이터가 시험용으로 보내는 지 여부를 알려주고, 운영자 차단(operatorblocked)는 장치가 해당 데이터를 차단하라고 알려준다.
도 6은 도 1에 도시된 시험 대상 장치(130)의 개념도이다. 도 6을 참조하면, PT(641), CT(642) 등을 갖는 계측 신호 발생 장치(140)로부터의 전압, 전류 신호들을, 시험 대상 장치(130)에서 각각의 트랜스듀서(TranDucer)(631)를 거쳐, 샘플앤홀더(S/H)(632), 아날로그-디지털 변환기(A/D)(633) 및 버퍼(B/F)(634)를 거쳐 디지털화된다. 아날로그 신호들은 A/D변환하는 과정이 동일하게 수행되어야 한다. 물론, 데이터 통신을 해야 하므로 각 샘플들이 언제 샘플된 데이터인지 표시되어야 하므로 시각동기를 맞추어 각 데이터 마다 시각표시를 해줄 수도 있다. 'Sync Command' 신호가 바로 시각동기 명령신호를 나타내는 것이다.
계측 신호 발생 장치(140)는 국제규격의 디지털 형식으로 샘플링된 샘플링값(SV)을 보내는 방식은 다수의 IED들(IntelligentElectronic Device)에 보내게 되는 MSV(Multicast Sampled Value)와 하나의 전용 IED에 보내게 되는 USV(Unicast Sampled Value)가 있다. 물론, 도면에 도시되지 않았으나, 내부에 구비된 컨트롤 블럭인 MSVCB(Multicast Sampled Value Control Block)와 USVCB(Unicast Sampled Value Control Block)를 이용하게 될 수 있다.
계측 신호 발생 장치(140)는 알고리즘을 처리하는 CPU(Central Processing Unit)(635), 프로그램, 데이터 등을 저장하는 메모리(636), 데이터를 전송하기 위한 통신부(637) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
메모리(636)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD(Secure Digital) 또는 XD(eXtreme Digital) 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage), 클라우드 서버와 관련되어 동작할 수도 있다.
통신부(637)는 통신을 위해, 모뎀, 랜카드, 통신 회로 등이 구성될 수 있다.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 마이크로프로세서, 프로세서, CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
100: 샘플링값 자동 시험 시스템
110: 시험 장치
111: 시험 운영부
112: 시험 수행부
120: 네트워크 스위치
130: 시험 대상 장치
140: 계측 신호 발생 장치
150: 시각 동기 서버

Claims (20)

  1. 계측 신호를 생성하는 계측 신호 발생 장치(140);
    상기 계측 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 변전소의 샘플링값을 생성하는 시험 대상 장치(130); 및
    미리 설정되는 다수의 시험 모델 중 선택되는 하나의 시험 모델에 기반하여 생성되는 시험 케이스에 따라 상기 샘플링값(sampled value)에 대해 자동 시험을 실행하는 시험 장치(110);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시험 장치(110)는,
    하나의 상기 시험 모델을 가지고 상기 시험 케이스를 생성하고 관리하는 시험 운영부(111); 및
    상기 시험 케이스에 따라 상기 자동 시험을 실행하고, 상기 실행에 따른 결과를 사용자에게 제공하는 시험 수행부(112);를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시험 운영부(111)는,
    다수의 상기 시험모델을 저장하고 있는 시험 모델 데이터베이스(210);
    상기 시험 모델 데이터베이스(210)로부터 선택된 하나의 상기 시험모델을 이용하여 상기 시험 케이스를 생성하는 시험 관리 블럭(220); 및
    상기 시험 케이스에 따른 시험 수행 명령을 생성하는 시험 진행 모듈(230);을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 시험 수행부(112)는,
    상기 시험 수행 명령에 따라 상기 샘플링값(sampled value)에 대해 자동 시험을 실행하는 시험 실행기(310);
    시간 정보를 상기 자동 시험에 반영하는 신호 처리기(320); 및
    제 2 통신 포트(332)를 통해 상기 시험 대상 장치(130)로부터 상기 샘플링값을 수신하는 신호 수집기(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시간 정보는 제 1 통신 포트(331)를 통해 시각 동기 서버(150)로부터 수신되는 시간 정보이거나 PPS(Pulse Per Second) 시간인 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 시험 모델은,
    상기 자동 시험을 위한 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보를 수집하는 시험 진행 모델, 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보를 이용하여 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보에 관련되는 상세 데이터를 분석하는 시험 분석 모델, 및 상기 분석에 따른 판정을 실행하는 판정 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 시험 진행 모델은, 미리 지정된 시간만큼 네트워크에 있는 상기 샘플링값을 수집하여 저장하는 제 1 모델과, 미리 설정된 시간 소스에서 상기 시간 정보를 상기 시험 케이스의 종료때까지 가져와서 시간 동기 표시자(indicator)와 시험 로그에 상기 시각 동기 서버(150)와의 시각 동기 상태를 표시하는 제 2 모델로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 시험 분석 모델은,
    수집된 상기 샘플링값 중 상기 시험 대상 장치(130)의 설정과 일치한 샘플링값이 있는지를 다수의 파라미터를 이용하여 확인하는 샘플링값 형식 확인 모델, 지연 시간을 측정하는 지연 시간 측정 모델, 상기 샘플링값의 샘플링 카운터가 증가하고 마지막 샘플링 카운터 이후 제로(zero)값으로 리셋(reset)되어 증가되는지를 측정하는 샘플링 속도 측정 모델, 샘플링값의 상기 샘플링 카운터가 상기 제로값이 되는 간격을 미리 설정되는 마진인지를 측정하는 샘플링 간격 측정 모델, 상기 시험 장치(110)가 시각 동기 서버(150)와의 동기화 여부에 따라 시각 동기를 측정하는 시각 동기 측정 모델, PPS(Pulse Per Second) 시간과 상기 샘플링 카운터가 상기 제로값이되는 값간의 차를 이용하여 시각 동기 정밀도를 측정하는 시각 동기 정밀도 측정 모델, 전압과 전류의 데이터셋(RSTN)이 구성되어 있는지에 따른 ASDU(application service data unit) 형식을 확인하는 ASDU 형식 확인 모델, 상기 시험 대상 장치(130)의 설정값을 이용하여 전압, 전류의 RMS(Root Means Sqaure)을 계산하는 RMS(Root Means Sqaure) 계산 모델, 상기 시험 대상 장치(130)의 설정에 따른 상기 샘플링값의 전압과 전류의 품질값과 미리 설정되는 품질값을 비교하여 검증하는 품질 검증 모델, 및 미리 설정된 시간 동안 상기 시험 대상 장치(130)가 전송한 상기 샘플링값을 카운터하여 미리 설정된 전송 범위내인지를 판정하는 샘플링 카운터(Sampling Counter) 모델 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    다수의 상기 파라미터는 목적지 MAC(Media Access Control) 주소, TPID(tag protocol identifier), VLAN(Virtual Local Area Network) 우선순위(priority), VLAN ID(identifier), 이더타입(Ethertype), APPID(APP identifier), 샘플값 ID(SvID: Sampled Value identifier), ASDU(application service data unit)의 개수, confRev(Configuration Revision), DUT(Device Under Test, 시험 대상 장치) 포맷(Format) 선택사항, 샘플링 속도(sampling rate), 및 리플레시 시간(refresh Time) 중 적어도 2개인 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 판정 모델은, 상기 시험 분석 모델을 다수개 배치하는 판정그룹을 생성하는 다중 시험 판정 모델, 상기 자동 시험 중 상기 시험 대상 장치(130)의 동작 및 출력을 메시지로 제공하는 시험 가이드 지시 모델, 상기 자동 시험 중 반복 구간을 지정할 수 있는 시험 반복 모델, 선택한 시험 케이스의 실행을 선언할 수 있는 시험 시작 모델, 및 상기 선택한 시험 케이스의 종류를 선언할 수 있는 시험 종료 모델 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 지연 시간 측정 모델은 0의 범주에 있던 상기 샘플링값의 샘플의 마지막 시간과 0값 이상을 가지는 시간의 차를 계산하고, 상기 시간의 차가 상기 시험 대상 장치(130)의 설정인 계측 지연 시간(The measured delay time)과 상기 시험 대상 장치(130)의 설정인 최대 지연(Maximum delay) 시간보다 작으면 패스, 크면 실패, 상기 샘플링값이 없으면 판단 불가로 정의되는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 시각동기 측정 모델은 시각 동기 서버(150)와 동기화되어 있는 경우, 상기 샘플링값 중 샘플링 동기값(SmpSynch:sampling synchronization)이 PPS 시간에서 1이고, IEEE1588에서 2이면 성공으로 다른 값이면 실패로 정의되는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 시각동기 측정 모델은 시각 동기 서버(150)와 동기화가 안되어 있는 경우, 상기 샘플링값 중 샘플링 동기값(SmpSynch:sampling synchronization)이 0이면 성공이고, 다른 값이면 실패로 정의되는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 시각 동기 정밀도 측정 모델은, 시각 동기 서버(150)와 동기화되어 있는 경우, PPS(Pulse Per Second) 시간과 상기 샘플링 카운터가 상기 제로값이되는 값간의 차를 구하고 이중 가장 큰 수의 값이 설정된 정밀도 시간 이내이면 성공, 상기 정밀도 시간보다 크면 실패로 정의되는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 시스템.
  15. (a) 계측 신호 발생 장치(140)가 계측 신호를 생성하는 단계;
    (b) 시험 대상 장치(130)가 상기 계측 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 변전소의 샘플링값을 생성하는 단계; 및
    (c) 시험 장치(110)가 미리 설정되는 다수의 시험 모델 중 선택되는 하나의 시험 모델에 기반하여 생성되는 시험 케이스에 따라 상기 샘플링값(sampled value)에 대해 자동 시험을 실행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    시험 운영부(111)가 하나의 상기 시험 모델을 가지고 상기 시험 케이스를 생성하고 관리하는 단계; 및
    시험 수행부(112)가 상기 시험 케이스에 따라 상기 자동 시험을 실행하고, 상기 실행에 따른 결과를 사용자에게 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 결과는 보고서 형태인 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 상기 시험 운영부(111)는,
    다수의 상기 시험모델을 저장하고 있는 시험 모델 데이터베이스(210);
    상기 시험 모델 데이터베이스(210)로부터 선택된 하나의 상기 시험모델을 이용하여 상기 시험 케이스를 생성하는 시험 관리 블럭(220); 및
    상기 시험 케이스에 따른 시험 수행 명령을 생성하는 시험 진행 모듈(230);을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 시험 모델은,
    상기 자동 시험을 위한 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보를 수집하는 시험 진행 모델, 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보를 이용하여 상기 샘플링값 및 상기 시간 정보에 관련되는 상세 데이터를 분석하는 시험 분석 모델, 및 상기 분석에 따른 판정을 실행하는 판정 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법.
  20. 제 15 항에 따른 디지털 변전소의 샘플링값 자동 시험 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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