In recent years, it is a worldwide trend that many power utilities focus their attention to employ up-to-date communication technology to the automation of their power plants and distribution systems. Automation Systems in Korea was installed using twisted pair cable(TPC), power line carrier(PLC), coaxial cable(CA), wireless network(wireless data, TRS and PCS). Among the communication media only Satellite Communication guarantees the reliable communication in case of emergency such as a flood, a heavy snow and an earthquake. It can integrate two-way satellite systems to existent nationwide SCADA controlling points of electric power transmission & distribution system that enables real time remote monitoring and controlling automatically. This paper presents some of design efforts for the satellite communication network as the media of Automation Systems.
전력설비의 증가 및 전력감시제어설비의 대용량 및 통합화에 따른 데이터처리 및 데이터통신에 대한 정보 요구량 증가와 이기종 컴퓨터간 및 네트워크 상호간의 높은 데이터처리 속도를 요구하고 있는 실정이다. 이러한 전력설비의 증가로 인하여 전력감시제어설비 또한 새로운 변화와 시스템 개선이 필요하다고 본다. 이에 따라 EMS의 부담을 경감시키고 공급신뢰도의 향상을 위하여 변전소들이 점차 무인화되면서 원격소장치의 프로토콜 변경으로 인한 트래픽의 발생정도 및 트래픽량에 의한 응답처리속도에 대하여 알아 보았다. 이러한 결과 고속 대용량화의 한계에 대비하는 대처방안임을 확신하고 전력감시제어설비 시스템의 안전성을 극대화할 수 있는 계기를 마련하고자 한다.
현재 수많은 OPC(OLE Process Control)관련 제품들이 나와 있다. 특히, 클라이언트 제품군 가운데 가장 많이 눈에 띄는 것은 OPC 서버와 통신하여 사용자에게 장비의 정보를 전달하거나 장비를 제어 할 수 있는 OLE(Object Linking and Embedding) 컨트롤(ActiveX 컨트롤)들이다. 하지만. 이러한 OLE 컨트롤을 시스템에 적용하기 위해서는 이를 지원하는 개발 언어와 컴파일러에 대한 프로그래밍적 지식이 필요하다. 이에 본 논문에서는 프로그래밍에 대한 전문적 지식이 없이도 HMI(Human Machine Interface) / SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)와 같은 시스템을 구축할 수 있도록 OLE 컨트롤 컨테이너를 제공함으로써 사용자가 쉽게 디자인할 수 있는 방법을 제시한다. 본 논문에서 제안하고자 하는 OLE 컨트롤 컨테이너는 OLE/COM 기술을 기반으로 하는 OLE 컨트롤을 지원하고 웹으로의 빠른 확장을 위해 설계되었다.
PMU로부터 전압, 전류 Phasor 정보를 실시간으로 취득하게 되면서 실시간으로 전압안정도를 감시하는 것이 가능하게 되었다. PMU 정보만을 이용하여 전압안정도를 감시하는 기술은 기존의 SCADA/EMS 데이터를 전혀 사용하지 않고도 매우 빠른 속도로 계통의 전압안정성을 판별해 낼 수 있다. 본 논문에서는 광역전압안정도를 감시하는 기술을 응용하여, 수도권 정보만을 사용하여 실시간으로 전압 안정도를 감시하는 방법을 제안하고자 한다. 기존의 방법보다 적은 수의 PMU를 필요로 하며, 대신에 계통데이터 중 선로임피던스를 필요로 한다. 본 방법을 검증하기 위하여 한전 실계통을 사용하도록 한다.
EMS(Energy Management System)는 우리나라 전체 전력 계통을 실시간으로 감시, 제어하고 계통 주파수를 자동으로 조정하여 성능 최적화를 유도하는 시스템으로 전력 계통의 두뇌와 같은 역할을 한다. 본 연구에서는 차세대 EMS(Next Generation Energy Management System: NG-EMS)에서 Enable과 Standby 서버 간 데이터베이스 동기화 기능 개선 개발 기술을 소개한다. EMS는 원방제어감시에 사용되는 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) 데이터를 포함하여 자동발전, 경제급전 등의 전력 계통을 위해 가공된 데이터를 메모리 데이터베이스에 저장한다. 본 연구에서는 EMS의 메모리 데이터베이스에 저장되어 있는 데이터를 시스템 운영자가 선별을 하여 동기화를 수행할 수 있도록 한다. 또한 동기화 되고 있는 현황을 가시적으로 보임으로써 Enable 서버의 장애 발생 시 Standby 서버로의 대체가 유연하고 안정적이며, 신뢰성을 줄 수 있다.
This paper investigated wind turbine degradation quantitatively by analyzing the short-term operation records of the Shinan Wind Power Plant. Instead of a capacity factor which is needed to be normalized its variability due to monthly wind speed change, this study suggests an analysis method by taking the difference between the theoretical power output calculated from the nacelle wind speed and actual power output as the quantitative index of performance degradation. For three-year SCADA data analysis of the Shinan Wind Power Plant, it was confirmed that power output degradation rate of 0.54% per year. This value is within the average reduction rate 0.4%/year~0.9%/year of normalized capacity factor of the onshore wind power plants in U.K. and Denmark; however, lower than the rate 2%/year of Canadian wind power plants.
SCADA, DCS, PLC 등 산업제어시스템은 전기, 수도, 수송, 가스 및 석유와 같은 국가기반시설의 감시 및 제어를 통해 위험의 조기 예측, 대응, 각 공정의 품질 향상 등에 기여하고 있다. 산업제어시스템은 HMI(Human Machine Interface), 이력 데이터베이스, 각 센서 H/W 및 S/W 기술로 구성되는데, 그 중 이력 데이터베이스는 실시간으로 들어오는 디지털 및 아날로그 형태의 이력 데이터에 대한 효과적으로 처리하기 위한 주요 요소이다. 현재, 국내에서는 히스토리안 등 주로 외산 제품에 의존하고 있어 이에 대한 기반 기술 연구 및 관련 산업화가 요구된다. 또한, 이력 데이터베이스의 종류 및 특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 논문에서는 산업제어시스템에 주로 적용된 이력 데이터베이스들에 대해 자세히 살펴보고, 일반적으로 사용되는 데이터와 산업제어시스템에서 사용하는 이력 데이터와 트랜잭션의 특징을 살펴봄으로써 산업제어 응용에서 요구되는 이력 데이터베이스가 어떤 모습을 갖추어야 할 지에 대한 이해를 높이고자 한다.
본 논문에서는 안전한 공장 원격제어를 위한 시스템 프레임 워크를 제안한다. 공장기계와 IT의 융합으로 기술 발전함에 따라 공장 제어 시스템을 공장내부에서는 무선 제어시스템, 공장 외부에서는 원격 시스템의 필요성이 대두되어 많은 연구들이 진행되고 있다. 기존의 공장 자동화 시스템 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)는 생산 공정 및 플랜트의 상태를 감시하고 제어하기 위한 목적으로 개발되었지만 원격제어 관련 내용이 부족하다. 공장 내부 보안을 위한 표준으로 ISA99 Security Standards에서도 통합 공정 제어 Zone & Conduits 방식 제시 공장의 각 영역을 Zone으로 나누고 허가된 사용자만 Conduit를 통해 다른 Zone의 노드와 통신을 하는 방식을 제안하였다. 하지만, 전체적인 프레임워크는 정의를 하고 있으나 외부 원격 제어 내용 부족하다. 따라서 본 논문에서는 스마트폰을 활용한 공장 외부에서의 안전한 원격 제어를 제공하는 통합관제시스템 프레임워크 구조를 제시하여 향후 관련 기술에 대한 기준점을 제시한다.
DNP3.0(Distributed Network Protocol 3.0) 프로토콜은 자동화 처리 시스템 사이에서 Master와 Slave의 개념을 적용한 프로토콜로써 현재 한전 SCADA 시스템의 표준 프로토콜로 선정되어 원방 감시 제어용으로 사용되고 있다. 이 DNP3.0 데이터를 RS-232C를 이용해서 전송 할 때, 각각의 DNP3.0 Layer인 DataLink Layer, Transport Layer 그리고 Application Layer의 분석 모듈을 설계하고 구현하였다.
동적 위치제어 시스템(Dynamic Positioning System)의 위험성과 신뢰성 평가에 FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)를 적용하고 있으나, 해양 프로젝트가 가진 특징으로 인해 다음과 같은 한계를 가진다. 1) SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템을 통해 수집되는 고장 데이터의 일부는 환경의 영향으로 인한 오작동이나 단순한 센서고장으로 인해 생성되는 데이터를 포함하고 있으므로 불완전하고 신뢰할 수 없다. 따라서, FMEA의 세 가지 변수인 심각도(Severity), 발생빈도(Occurrence), 검출빈도(Detection)의 평가는 전문가 지식에 근거한다. 2) 전문가들의 주관적인 판단에 전적으로 의존할 경우 위험 요소들을 정밀하게 평가하기 어렵다. 3) 위험 요소들 사이의 상대적인 중요도는 고려되지 않아 위험우선순위가 명료하게 표현되지 않는다. 4) 서로 다른 고장모드에 대해 동일한 위험 우선순위 값을 가질 경우 상대적인 중요도를 판단하기 어렵다. 이러한 문제점을 극복하고 기존의 FMEA의 효과를 높이기 위해, Fuzzy-FMEA를 제안하고, 선박/해양 프로젝트의 동적 위치제어 시스템의 FMEA 문서에 적용하였다. 본 논문은 DP FMEA, DP FMEA 입증 시험서(DP FMEA Proving Trials)에 나타낸 전문가 지식을 퍼지 모델로 구현하여 FMEA 위험우선순위(RPN; Risk Priority Number)에 위험요소들의 상대적인 중요성을 포함시켰다. 제안한 방법은 해양 프로젝트의 동적 위치제어 시스템의 기계 및 전장 장비에 적용하여 기존의 FMEA와 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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