스마트 유틸리티 네트워크 : 스마트 유틸리티 네트워크용 지능형 전력계량 알고리즘과 전송기술

국문 초록 (Abstract)

요 약

본 연구는 지능형 양방향 전자식 전력량계에 관한 것으로, 전력선으로부터 전압, 전류 값에 각각 비례하는 전압 신호와 전류 신호를 검출하여 출력하는 신호 검출부 에서 출력된 전압 신호 및 전류 신호 값을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부, 상기 A/D 변환부에서 변환된 디지털 신호를 이용하여 송전 전력, 수전 전력, 유효 전력 및 무효 전력을 포함한 데이타를 산출하는 계측부, 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 유효 전력을 포함한 데이타를 외부에 표시하기 위한 표시부, 전압, 전류, 송전 전력, 수전 전력, 순간 전력 또는 유효 전력을 포함한 데이타를 송전 전력과 수전 전력의 차이를 연산하며, 보정된 데이타가 상기 표시부를 통하여 외부에 표시되도록 상기 표시부를 제어하는 마이컴을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같이 구성된 본 연구에 따르면 동작환경의 특성에 따라 다양하게 특화된 전력의 오차보정을 함으로써 신속하고 정확한 전력 측정이 가능할 뿐만 아니라, 2개의 계량기에서 측정을 해야 했던 송전 전력/ 수전 전력 측정을 하나의 계량기에서 측정할수 있는 알고리즘을 적용하여 송수전 뿐 아니라 유효 전력/ 무효 전력 까지 측정 하야 외부로 표시하는 표시수단을 구비하여 적절한 전력 운용이 가능하게 하였다.
상기 송전 전력/ 수전 전력 및 유효 전력/ 무효 전력을 외부 통신 수단을 통하여 출력할 수 있어 스마트 그리드 시스템과 연계하여 효율적인 전력 운용이 가능하다.
스마트 그리드(Smart Grid) 기술은 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 전력 에너지 효율을 최적화 시키는 신성장 동력 산업의 핵심 기술이다.
최근 스마트 그리드 전력 수용가 지역에서 네트워킹을 통해 가전제품의 전력사용을 최적화하고 전력 관리 서비스가 이루어 질수 있고 전기뿐만 아니라 수도, 가스와 같은 유틸리티 사용 정보를 유틸리티 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 소비 효율을 높이면서 쾌적한 주거 환경을 제공하는 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 기반 에너지 관리를 할수 있는 시스템을 구축 할수 있었다.
또한 본 논문에서 그린홈 구축 기반을 위해 ZigBee를 이용하여 전력량계의 데이터뿐만 아니라 5종 계량기(전기, 수도, 온수, 가스,난방) 데이터를 실시간 모니터링 하고, 동시에 Home Network 시스템에 자료 전송 및 제거 입력 스마트 그리드용 DCU(집중기)에 연동하여 각종 Data 전송 및 제어 신호를 실시간 상호운용성을 갖는 홈네트워크와 스마트 그리드가 융합된 SUN(Smart Utility Network) 반의 지능형 그린 홈네트워킹을 구축하고 원격 데이터 모니터링 및 관리에서 발생할 수 있는 문제점들을 파악하여 스마트 그리드에 적합한 지능형 양방향 전력 계량기를 Solution 구축하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 요 약 ４
• Abstract ６
• 목 차 ８
• 그림 목차 １０
• 표 목차 １１
• 제１장 서 론 １２
• 제２장 지능형 양방향 전자식 전력계량기의 정의 １９
• 제 1 절 기존 전력계량기 분석 １９
• １. 기존 전력계량기 분석 １９
• ２. 전력계량기 회로 분석 ２１
• 제 2 절 기존 전력계량기 통신 분석 ２５
• １. RS-485 회로 분석 ２５
• ２. RS-485 통신 분석 ２７
• 제３장 지능형 양방향 전자식 전력계량기 연구적용 ２９
• 제 1 절 양방향 전자식 전력계량기 알고리즘 적용 구현 ２９
• 제 2 절 RS-485 통신 대처 통신 적용 구현 ３３
• 제４장 적용결과 ３５
• 제 1 절 기능 및 성능 검증 ３５
• 제 2 절 연구내용 적용효과 ４０
• 제５장 결 론 ４２
• [참고 문헌] ４４
• 부 록 ４５
• 제 1 절 프로그램 ４５
• １. 계량 연산부 ４５
• ２. 실시간 데이터 연동 소스 ４９
• ３. 전원 차단부 ６４
• 제 2 절 회로도 ６５
• １. 양방향 측정 회로부 ６５
• ２. 전원회로부 ６５
• ３. 통신회로부 ６６
• ４. 메인 CPU ６６