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변전자동화 통신 적합성 검증을 위한 클라이언트 IEC 61850 시험시스템 개발
Development of IEC 61850 Client Testing System for Verifying the Communication Conformance of Substation Automation 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.24 no.6, 2010년, pp.169 - 176  

이남호 (한국전력공사 전력연구원) ,  장병태 (한국전력공사 전력연구원)

초록
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변전자동화시스템은 기본적으로 IEC 61850 통신규격을 가지고 구성 장치 간 통신서비스를 통해 운용되는 시스템이기 때문에 시스템 설치를 위한 최소한의 요구조건으로 IED와 상위운영시스템이 서버와 클라이언트의 역할을 가지고 IEC 61850에서 정의하는 통신서비스에 적합하게 구현되었는지를 검사하는 것이다. 적합성 시험 제정기관인 UCA IUG에서는 서버와 클라이언트에 대한 적합성 시험절차서를 발행하였지만, 현재까지의 적합성 시험은 서버인 IED에 대부분 적용되었고, 서버 적합성 시험을 위한 전용 툴만이 존재하고 있다. 따라서 본 연구에서는 변전자동화시스템의 종합적인 성능검증을 위해 IEC 61850 클라이언트에 대한 적합성 시험을 수행할 수 있는 전용의 시험시스템 개발을 목적으로 하였고 본 논문에서는 시험시스템의 설계과정과 구현내용을 다루고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Substation Automation System is basically operating throughout communicative services among IEC 61850 based devices. So, minimum requirement in order to install the system in the substation is to verify server and client conformance of IEDs and HMIs according to the IEC 61850 standard. Even though U...

주제어

#Client   #IED   #Conformance   #Testing System   #IEC 61850  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 시험자가 트래픽 분석기를 사용하여 통신서비스의 적합성을 판별할 경우 많은 시간이 소요되며 인적실수로 인한 잘못된 판정을 내릴 가능성이 높은 편이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 IEC 61850 클라이언트에 대한 적합성 시험을 수행할 수 있는 전용의 시험시스템 개발을 목적으로 하였다.
  • 클라이언트 적합성 검사를 수행하는 목적은 IEC 61850 변전자동화시스템에서 클라이언트의 통신관계를 가지고 동작하는 HMI와 게이트웨이 등 상위운영시스템의 문제점을 미리 파악하여 실 계통 적용 전에 문제점이 발생하였을 경우의 비용과 시간문제를 줄이고자 하는 것이다. 따라서 전력회사와 같은 사용자는 변전자동화 시스템에 사용하는 IEC 61850 통신 기반의 장치에 대하여 우선적으로 적합성 검사를 통과하였는지를 확인하게 된다. IEC 61850 클라이언트 적합성 시험절차는 서버와 마찬가지로 UCA 전문가 그룹에서 제정하고 있으며 2010년 4월 현재 Revision 1.
  • 이러한 국내적인 요인에 따라 변전자동화시스템의 상호운용을 위한 필수 검증사항으로 서버에 대한 적합성 시험뿐 아니라 클라이언트에 대한 적합성 시험에 대한 요구가 증가하고 있으며, 해외에서도 UCA를 중심으로 관련사항에 대한 논의가 진행 중에 있다. 본 논문에서는 연구과제를 통해 축적된 IEC 61850 서버 적합성 시험기술을 기초로 하여 UCA에서 제정한 클라이언트 적합성 시험절차를 사용자가 쉽게 모델링할 수 있고 적합성 시험을 수행할 수 있는 세계 최초로 개발된 클라이언트 IEC 61850 시험시스템의 설계와 구현에 대해 설명하고자 한다.
  • 클라이언트 적합성 검사를 수행하는 목적은 IEC 61850 변전자동화시스템에서 클라이언트의 통신관계를 가지고 동작하는 HMI와 게이트웨이 등 상위운영시스템의 문제점을 미리 파악하여 실 계통 적용 전에 문제점이 발생하였을 경우의 비용과 시간문제를 줄이고자 하는 것이다. 따라서 전력회사와 같은 사용자는 변전자동화 시스템에 사용하는 IEC 61850 통신 기반의 장치에 대하여 우선적으로 적합성 검사를 통과하였는지를 확인하게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IEC 61850기반의 변전자동화에서 제조사가 다른 IED와 상위운영시스템을 적용할 경우에도 데이터 통신을 통한 변전소의 보호, 제어, 감시가 가능해야 하는데, 이때 최소한의 기본 조건은 무엇인가? 변전소를 구성하는 모든 설비를 가상의 데이터 모델로 구현하고 모든 제품에 동일한 데이터 정보객체를 가지고 구현하는 것을 의미하는 IEC 61850기반의 변전자동화는 제조사가 다른 IED와 상위운영시스템을 적용할 경우에도 데이터 통신을 통한 변전소의 보호, 제어, 감시가 가능해야 한다. 이를 위해서는 변전자동화시스템을 구성하는 제품의 상호운용성(Interoperability)이 보장되어야 하며, UCA의 국제전문가모임(International Users Group)에서는 제정한 IEC 61850 통신서비스 시험항목으로 구성된 적합성 인증 항목을 IED와 상위운영시스템이 만족하는 것이 최소한의 기본 조건이다[1-7]. 2010년 1월 기준으로 IED는 전 세계적으로 약 110여개의 제품이 IEC 61850 서버 적합성 인증을 받았고, 클라이언트는 2009년을 시작으로 1개의 제품이 인증을 받은 상태에 있다.
IEC 61850기반의 변전자동화란? IEC 61850 기반의 변전자동화시스템은 기존의 제어케이블에(Hard-wire)에 의한 1대1 방식이 아닌 이더넷 환경 하에서 이루어지는 IED 상호간 및 IED와 클라이언트의 디지털 방식으로 정보교환이 이루어지는 특징을 가지고 있다. 변전소를 구성하는 모든 설비를 가상의 데이터 모델로 구현하고 모든 제품에 동일한 데이터 정보객체를 가지고 구현하는 것을 의미하는 IEC 61850기반의 변전자동화는 제조사가 다른 IED와 상위운영시스템을 적용할 경우에도 데이터 통신을 통한 변전소의 보호, 제어, 감시가 가능해야 한다. 이를 위해서는 변전자동화시스템을 구성하는 제품의 상호운용성(Interoperability)이 보장되어야 하며, UCA의 국제전문가모임(International Users Group)에서는 제정한 IEC 61850 통신서비스 시험항목으로 구성된 적합성 인증 항목을 IED와 상위운영시스템이 만족하는 것이 최소한의 기본 조건이다[1-7].
IEC 61850 기반의 변전자동화시스템은 어떠한 특징을 가지는가? 변전자동화시스템의 통신 국제 규격 IEC 61850이 제정된 이후 국내외적으로 단일 규격이 적용된 변전소 보호ㆍ제어ㆍ감시를 위한 IED(Intelligent Electronic Device)와 HMI(Human Machine Interface)를 비롯한 상위운영시스템 제품이 양산되고, IEC 61850 기반의 변전자동화시스템 적용이 확대되어가고 있는 추세에 있다. IEC 61850 기반의 변전자동화시스템은 기존의 제어케이블에(Hard-wire)에 의한 1대1 방식이 아닌 이더넷 환경 하에서 이루어지는 IED 상호간 및 IED와 클라이언트의 디지털 방식으로 정보교환이 이루어지는 특징을 가지고 있다. 변전소를 구성하는 모든 설비를 가상의 데이터 모델로 구현하고 모든 제품에 동일한 데이터 정보객체를 가지고 구현하는 것을 의미하는 IEC 61850기반의 변전자동화는 제조사가 다른 IED와 상위운영시스템을 적용할 경우에도 데이터 통신을 통한 변전소의 보호, 제어, 감시가 가능해야 한다.
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참고문헌 (7)

  1. “디지털 기술기반의 차세대 변전시스템 개발 1단계 보고서”, 한국전력공사, 2008. 

  2. Boris Bastigket, Thomas and Fred Steinhauser “Efficiebt Testing of Modern Protection IEDs”, Pac world winter, 2008. 

  3. IEC 61850-8-1,SCSM-Mapping to MMS, IEC, 2004. 

  4. IEC 61850-10, Comformance Testing, IEC, 2004. 

  5. Conformance Test Procedures for Server Devices with IEC 61850-8-1 interface Revision 2.2, UCA IUG. 

  6. Conformance Test Procedures for client with IEC 61850-8-1 interface Revision 2.2, UCA IUG, 2009. 

  7. Alex Apostolov, "We can not test 21st century IED with 20st century testing technology", Pac world winter, 2008. 

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