최근의 배전반 설비의 고성능, 안정성, 신뢰성은 전기에너지의 사회적 욕구로 요구되고 있다. 본 논문에서는 전력품질에 관한 정보를 수집하고 통합 모니터링과 설비의 보호, 그리고 다양한 장치들을 제어할 수 있는 전력 모니터링 시스템의 개발에 대하여 고려하고자 한다. 전력품질 모니터링을 통하여 수집된 정보는 시스템의 효과적인 운용과 사용상의 신뢰성을 개선시킨다. 본 시스템은 크게 하드웨어부와 소프트웨어부로 구성된다. 하드웨어부는 원칩 마이크로 프로세서(Intel 80C196KC)를 사용한 측정과 제어, 통신 그리고 입/출력을 담당하는 다기능 인디케이터와 컨트롤러로 구성된다. 다양한 기능의 모니터링, 데이터베이스와 제어를 PC상에서 구현하기 위한 소프트웨어부는 사용자 그래픽 인터페이스(GUI) 기반의 비주얼 프로그래밍을 사용하여 개발되었다.
정부의 신성장 동력산업으로 스마트 그리드 분야가 대두되고 있다. 전기사용량 절약, 전력 예비율 확보와 전력망의 신뢰성 확보를 통해 에너지 자원의 효율적 이용이 필요한 시대이다. 산업현장의 차단기를 디지털화하고, 각각의 전력 정보를 자동으로 수집하여 모니터링 시스템으로 설계함으로써 효율적인 전력 관리 및 긴급상황에 대처할 수 있게 된다. 산업현장의 전력 에너지 모니터링 시스템 설계를 바탕으로 타 분야에서도 응용할 수 있도록 설계하였다.
본 연구에서는 일반 가정에서 Smart Grid를 통하여 누릴 수 있는 서비스를 발굴하고, 이러한 서비스를 구현할 수 있는 기기별 전력 모니터링 시스템을 구현하였으며, 모니터링한 데이터를 분석하였다. 기기별 전력 사용현황을 수집하고 이를 분석함으로써, 모니터링 시스템에 표시되고 있는 전력사용현황이 어떤 기기의 전력사용현황인지 사전에 정의된 프로토콜 없이 알 수 있다. 나아가서 전력 절감 방법 제시, 지능적인 대기전력 차단 및 복구, 기기의 이상여부 감시와 같은 서비스를 구현할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이러한 시나리오의 실현 가능성을 점검하기 위해 기기별 전력 모니터링 시스템을 개발하여 가정 내 전력소비의 대부분을 차지하는 냉장고, 전기밥솥, TV, 세탁기 샘플에 대하여 전력소비패턴을 수집하여 database화 하였다. 또한 이 database를 분석하여 제시한 서비스들을 구현하는데 필요한 기본 기능인 기기식별이 전력사용 패턴분석을 통하여 가능함을 보였다.
태양광 발전 시스템(photo-voltaic system)은 시간별 발전량이 상이하고 발전중 과전류가 발생하거나 쇼트상태가 되면 태양광 발전 모듈인 태양광 판넬(Solar panels)이 파괴되거나 송전 선로에 이상이 생길 수 있다. 또한 태양광 발전시설의 설비는 고가이며 태양광 패널 하나의 손상이 전체 발전시설의 효율을 현저하게 떨어지게 되거나 생산이 중단된다. 그리고 생산효율이 낮아지거나 발전이 중단되면 금전적으로 심각한 손해가 발생한다. 이러한 경우를 대비하여 태양광 발전 시스템의 이상 유무를 판단하고 관리할 수 있는 시스템이 필요하며, 나아가서는 태양광 판넬에서 생산된 DC전력을 모니터링 할 수 있는 기능과인버터를 통해 사용자에게 공급되는 AC전력을 모니터링 할 수 있는 종합적인 전기 에너지 모니터링 시스템을 필요로 하고 있다. 본 논문은 태양광 발전 시스템을 관리하기 위한 전력 생산량 정보, 과전류 정보, 판넬의 온도를 원격으로 스마트폰 상에 모니터링 하며, 관리자가 원격으로 시설의 전력 생산량을 모니터링 할 수 있도록 구현하여 전력생산설비의 효율적으로 관리 할 수 있음을 제시하고자한다.
본 논문에서는 가정용 계량기의 데이터를 PC로 모니터링할 수 있도록, 전력선 통신(PLC : Power Line Communication) 모뎀과 인터넷맵 기반의 데이터 수집장치를 GUI모니터링 시스템으로 구현하였다. 전력선 통신 모뎀은 기존의 전력선에 데이터를 실어 보내는 기술로 별도의 신호선 설치에 대한 부담을 줄인다. 본 논문에서 제안하는 GUI모니터링 시스템은 인터넷맵 정보를 활용하여 가정용 개량기의 전, 현 월 사용 전력량을 인터넷 맵에서 시각적으로 편리하게 모니터링 할 수 있다. 이 구현은 일반인(비전문가)도 PC상에서 쉽게 전기사용정보를 확인하도록 하여 요금 관리 및 고장 관리에 편의를 제공하도록 한다.
전력연구원에서는 "그린카용 충전스탠드 기술개발" 과제를 통하여 차량/전력계통 연계 인터페이스 및 모니터링/제어 장치 시제품을 개발 하였다. 본 과제는 지경부의 지원을 받아 수행한 정부과제로써, 2009년 5월부터 2011년 5월까지 2개년에 걸쳐 수행되었다. 본 논문에서는 "그린카용 충전스탠드 기술개발" 과제를 통해 수행한 차량/전력계통 연계 인터페이스 및 모니터링/제어장치 시제품 개발 내용을 1,2 차 년도로 각각 구분하여 소개하였으며, 차량/전력계통 연계 인터페이스 및 모니터링/제어장치 시제품을 개발에서 중요하게 도출된 것이 무엇인가를 고찰하여 보았다.
해상에서 선박의 안전한 항행을 위하여 항로표지를 운영하고 있으며, 항로표지는 형상표지, 광파표지, 음파표지, 전파표지, 특수신호표지로 구분할 수 있다. 전자기술의 발전과 안전한 항해에 도움을 주는 각종 시스템들이 등부표에 설치되고 있다. 이에 따라 등부표에서의 전력 수요는 과거보다 훨씬 더 많이 요구되고 있는 실정이다. 정부지원 연구과제로 등부표에서 태양광발전, 풍력발전 및 파력발전이 가능한 등부표용 발전시스템을 개발하였으며, 해상에 설치한 등부표에서 각종 에너지원으로 전력의 생산과 등부표 시스템의 운영에 따른 소비에 대한 분석이 필요하다. 현재 해상실험을 진행하고 있으며, TRS기반의 등부표용 통신시스템과 데이터 수신용 모니터링시스템을 설치하였고, 등부표내에서도 메모리카드를 이용하여 전력의 생산과 소비에 관련된 데이터 저장할 수 있게 구성하였다. TRS기반 모니터링시스템에서 저장된 데이터와 등부표에 설치한 메모리카드에 저장된 데이터 분석을 통하여 등부표용 하이브리드 발전시스템의 전력상태를 분석하였다.
산업화로 인버터, 컨버터, 스위칭 전원공급기, 모터와 같은 비선형 장치들이 늘어가고 있다. 그러나 컴퓨터와 전기장치 등과 같은 전력품질에 민감한 부하의 사용이 빠르게 확산되어 왔다. 게다가 전력품질 문제와 실시간 전력품질 모니터링은 산업과 빌딩에서 시스템의 지능제어로써 관심이 증대되고 있는 문제 중에 하나이다. 그중 하나인 전력선통신을 이용한 전력품질 모니터링 시스템은 새로운 선로가 없이도 전력품질 정보를 보내고 받을 수 있는 큰 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 IEEE Std. 1159의 분류에 따라 전력품질 문제를 측정하는 알고리즘의 개발과 보드를 제작하고 이를 전력선통신을 이용하여 모니터링하는 시스템을 구현하였다.
본 논문에서는 LCD 디바이스의 프레임버퍼 모니터링에 기반한 소프트웨어 단계의 저전력 LCD 관리 기법을 제시한다. 제안하는 기법은 Refresh-rate를 조절하여 기존 하드웨어에서 추가설비 없이 사용 가능하며, 커널 레벨로 동작하여 어플리케이션의 수정이 필요 없으며, 프레임 버퍼 모니터링을 통해 디스플레이의 퀼리티 보장이 가능한 특징을 가진다. 본 시스템은 Linux 운영체제 하에서 실제 구현되고, 실험을 통해 제안하는 기법이 사용자의 디스플레이 퀼리티 요구를 만족시키면서 저전력 관리를 수행할 수 있음을 밝힌다.
최근 그린 컴퓨팅의 일환으로 데이터센터의 효율적인 전력관리가 부각되고 있으며, 이러한 효율적인 데이터센터의 전력관리를 위해서는 서버 모니터링이 필수적이다. 하지만 기존 서버 모니터링 기법은 주로 데이터베이스만을 이용해 관리하였기 때문에, 관리자는 데이터센터 및 데이터베이스의 구조를 명확하게 알고 있어야 하고, 관측한 데이터 간 상관관계를 분석해야 한다. 또한 관리자는 데이터베이스에 명시되지 않은 부분에 대한 모니터링이 불가능하다. 이에 본 논문에서는 효율적인 데이터센터 내 전력관리를 위한 온톨로지 기반의 모니터링 기법을 제안한다. 제안된 기법은 서버관리를 위한 도메인 온톨로지를 구축하고, 구축한 온톨로지를 시맨틱 어노테이션 기술을 통해 데이터베이스와 연동하였으며, 서버의 상태 및 질의문 생성에 대한 규칙을 정의하였다. 그리고 제안하는 기법의 유효성 입증을 위해 온톨로지 기반 모니터링 시스템 아키텍처를 설계하고, 지식 체계를 구축하였으며, 파일럿 시스템을 구현하여 검증을 실시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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