KR102818031B1 - Apparatus for watching and diagnosing digital substation and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디지털 변전소의 감시진단장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 디지털 변전소의 감시진단장치는, 디지털 변전소의 내부 통신망과 접속되는 내부 통신망 접속부; 디지털 변전소의 원방 감시체계를 위해 제어센터와 통신하는 외부 통신망과 접속되는 외부 통신망 접속부; 내부 통신망 접속부를 통해 내부 통신망에서의 내부 통신 패킷을 수집하고, 외부 통신망 접속부를 통해 외부 통신망에서의 외부 통신 패킷을 수집하는 데이터 수집부; 데이터 수집부를 통해 수집된 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷을 저장하고, 분석결과 및 진단결과를 저장하는 저장부; 데이터 수집부로부터 수집되는 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷을 저장부에 저장하고 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 종류를 해석하여 흐름을 분석하고, 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 세부 데이터를 해석하여 데이터의 처리 건전성을 진단하는 진단 제어부; 및 진단 제어부의 분석결과 및 진단결과를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention discloses a monitoring and diagnosis device for a digital substation and a control method thereof. The monitoring and diagnosis device for a digital substation of the present invention is characterized by including: an internal communication network connection unit connected to an internal communication network of a digital substation; an external communication network connection unit connected to an external communication network communicating with a control center for a remote monitoring system of a digital substation; a data collection unit collecting internal communication packets in the internal communication network through the internal communication network connection unit and external communication packets in the external communication network through the external communication network connection unit; a storage unit storing internal communication packets and external communication packets collected through the data collection unit and storing analysis results and diagnosis results; a diagnosis control unit storing internal communication packets and external communication packets collected from the data collection unit in the storage unit and analyzing the flow by analyzing the types of internal communication packets and external communication packets and analyzing detailed data of internal communication packets and external communication packets to diagnose data processing soundness; and an output unit outputting the analysis results and diagnosis results of the diagnosis control unit.
Description
본 발명은 디지털 변전소의 감시진단장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원방 감시체계를 갖는 디지털 변전소를 진단할 때 독립된 내외부 통신망에서의 모든 통신패킷을 감시하여 패킷의 종류뿐만 아니라 세부 데이터까지 해석하여 상황을 파악하고 건전성을 진단하는 디지털 변전소의 감시진단장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a monitoring and diagnosis device for a digital substation and a control method thereof, and more specifically, to a monitoring and diagnosis device for a digital substation and a control method thereof, which, when diagnosing a digital substation having a remote monitoring system, monitors all communication packets in independent internal and external communication networks, interprets not only the types of packets but also detailed data to grasp the situation and diagnose health.
일반적으로, 지능형 전력망은 전력수송을 담당하는 전력시스템과 제어 및 감시(모니터링)를 위한 정보시스템으로 구성된다. In general, a smart power grid consists of a power system responsible for power transmission and an information system for control and monitoring.
디지털 변전소 등 지능형 전력시스템의 운영은 표준화된 통신프로토콜과 네트워크, 지능형 전자 장비(IED; Intelligent Electronic Devices), 데이터베이스를 포함하는 정보시스템에 의존하고 있다. The operation of intelligent power systems, including digital substations, relies on standardized communication protocols and networks, intelligent electronic devices (IEDs), and information systems that include databases.
디지털 전력기기를 기반으로 하는 디지털 변전소는 제어, 감시, 조작 등 운용 전반에 관한 사항을 IEC 61850의 통신규약에 의해 내부통신을 하며, 통상 무인으로 운영되어 외부에서 원격감시 형태를 적용하고 있다. Digital substations based on digital power equipment communicate internally in accordance with the communication protocol of IEC 61850 for all matters related to operation, including control, monitoring, and operation. They are usually operated unmanned and apply a form of remote monitoring from outside.
원격감시를 위한 제어센터는 통신체계를 통하여 디지털 변전소를 원격에서 운영하고 있는데 이를 SCADA망이라 하며, 외부 인터넷망과는 분리되어 독립적으로 운영되고 있다. 여기서 SCADA망의 통신규약은 DNP 3.0 기반의 통신규약으로 운영되고 있다. The control center for remote monitoring operates the digital substation remotely through a communication system, which is called the SCADA network, and is operated independently, separated from the external Internet network. Here, the communication protocol of the SCADA network is operated as a communication protocol based on DNP 3.0.
또한, 디지털 변전소는 정보 연계장치, SNTP(Simple Network Time Protocol), HMI(Human Machine Interface), 감시 진단장치 등으로 구성되고 있다. Additionally, the digital substation is composed of information linkage devices, SNTP (Simple Network Time Protocol), HMI (Human Machine Interface), and monitoring and diagnostic devices.
정보 연계장치는 디지털 변전소와 제어센터의 통신연계를 통해 IED로부터 취득된 모든 전력설비의 감시, 계측, 보호 정보를 SCADA 통신규약에 맞춰 변환하여 전송하고, SCADA로부터의 각종 제어(지령) 요청을 IED로 전송하는 역할을 수행하고, SNTP는 SNTP 통신규약으로 GPS 시간정보를 디지털 변전소 내 모든 장치에게 제공하여 변전소 내 모든 장치들의 시각은 동기화시키고, HMI(Human Machine Interface)는 IED로부터 디지털 변전소의 모든 전력설비에 대한 감시, 계측, 보호 정보를 취득하여 운영자에게 시각적/청각적 방법으로 제공할 수 있다. The information linkage device converts and transmits all power facility monitoring, measurement, and protection information acquired from the IED through the communication linkage between the digital substation and the control center in accordance with the SCADA communication protocol, and transmits various control (command) requests from the SCADA to the IED. SNTP provides GPS time information to all devices in the digital substation using the SNTP communication protocol, synchronizing the time of all devices in the substation. The HMI (Human Machine Interface) acquires monitoring, measurement, and protection information on all power facilities in the digital substation from the IED and provides it to the operator in a visual/auditory manner.
또한, 감시 진단장치는 Local Network을 통해 송/수신되는 통신 패킷(메시지)을 캡쳐하여 내부에 저장 및 분석할 수 있다. 즉, 통신 메시지의 종류를 해석하여, 장치 간 통신 메시지의 주요 흐름을 해석하여 사용자가 이해할 수 있는 형태로 제공하고, 통신 장애 발생 시에는 메시지의 흐름을 기반으로 장애의 원인을 진단할 수 있다. In addition, the monitoring diagnostic device can capture communication packets (messages) transmitted/received through the local network and store and analyze them internally. That is, it can interpret the type of communication message, interpret the main flow of communication messages between devices, and provide it in a form that users can understand, and in the event of a communication failure, it can diagnose the cause of the failure based on the flow of messages.
이때, IED(Intelligent Electronic Device)는 변전소를 구성하는 전력설비에 직접 부착되어 설비상태, 계측, 조작지시를 수행하거나 디지털 값으로 변환/전송하는 역할과 전력설비의 인터록을 위해 IED 간 GOOSE 통신규약을 통한 정보교환을 시행할 수 있다. At this time, IED (Intelligent Electronic Device) is directly attached to the power equipment constituting the substation and can perform the role of performing equipment status, measurement, operation instructions, or converting/transmitting them into digital values, and can perform information exchange through the GOOSE communication protocol between IEDs for interlocking the power equipment.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1375813호(2014.03.20. 공고, 디지털 변전소의 실시간 보안감사 및 이상징후 탐지를 위한 능동형 보안 센싱 장치 및 방법)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1375813 (announced on March 20, 2014, Active security sensing device and method for real-time security audit and abnormality detection of digital substation).
이와 같이 디지털 변전소의 감시 진단장치는 Local Network을 통해 송/수신되는 통신 패킷(메시지)을 캡쳐하여 내부에 저장 및 분석할 수 있는데, 메시지 종류의 해석이 변전소내의 IEC 61850 통신에 국한되어 있었으며, 통신 패킷에 포함된 실제 전력설비의 감시, 계측, 보호, 제어 데이터의 값은 해석하지 못하고 있다. In this way, the monitoring and diagnostic device of a digital substation can capture communication packets (messages) transmitted/received through a local network and store and analyze them internally. However, the interpretation of message types is limited to IEC 61850 communication within the substation, and the values of the actual power equipment monitoring, measurement, protection, and control data included in the communication packets cannot be interpreted.
즉, IEC 61850 통신 패킷만을 해석/진단하기 때문에 SCADA와의 통신 분석이 필요할 경우, 전문가 수준의 기술자가 참여해야 결과를 도출할 수 있었다. 또한, 메시지의 종류만 해석하기 때문에 IED가 정보 연계장치나 HMI로 정확한 값을 제공하고 있는지? 정보 연계장치가 SCADA로 정확한 데이터 값을 제공하고 있는지? 감시/제어 불가 상태, 정보 오류 발생 시에 전문가 수준의 기술자가 참여하여 통신 패킷 각각을 상세하게 분석해야만 정확한 원인 파악할 수 있을 뿐만 아니라 상태 파악과 문제해결을 위해 상당한 시간적/경제적 비용이 발생되는 문제점이 있었다. That is, since only IEC 61850 communication packets are interpreted/diagnosed, if communication analysis with SCADA is required, expert-level technicians had to be involved to derive results. In addition, since only the type of message is interpreted, there is a problem of whether the IED is providing accurate values to the information linkage device or HMI? Whether the information linkage device is providing accurate data values to SCADA? In the event of a monitoring/control failure or an information error, there was a problem of the fact that not only could the exact cause be identified only if an expert-level technician was involved and each communication packet was analyzed in detail, but also considerable time/economic costs were incurred to identify the status and resolve the problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 원방 감시체계를 갖는 디지털 변전소를 진단할 때 독립된 내외부 통신망에서의 모든 통신패킷을 감시하여 패킷의 종류뿐만 아니라 세부 데이터까지 해석하여 상황을 파악하고 건전성을 진단하는 디지털 변전소의 감시진단장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention according to one aspect is to provide a digital substation monitoring and diagnosis device and a control method thereof, which, when diagnosing a digital substation having a remote monitoring system, monitors all communication packets in independent internal and external communication networks, interprets not only the types of packets but also detailed data to grasp the situation and diagnose the health.
본 발명의 일 측면에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치는, 디지털 변전소의 내부 통신망과 접속되는 내부 통신망 접속부; 디지털 변전소의 원방 감시체계를 위해 제어센터와 통신하는 외부 통신망과 접속되는 외부 통신망 접속부; 내부 통신망 접속부를 통해 내부 통신망에서의 내부 통신 패킷을 수집하고, 외부 통신망 접속부를 통해 외부 통신망에서의 외부 통신 패킷을 수집하는 데이터 수집부; 데이터 수집부를 통해 수집된 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷을 저장하고, 분석결과 및 진단결과를 저장하는 저장부; 데이터 수집부로부터 수집되는 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷을 저장부에 저장하고 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 종류를 해석하여 흐름을 분석하고, 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 세부 데이터를 해석하여 데이터의 처리 건전성을 진단하는 진단 제어부; 및 진단 제어부의 분석결과 및 진단결과를 출력하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to one aspect of the present invention, a monitoring and diagnosis device for a digital substation comprises: an internal communication network connection unit connected to an internal communication network of a digital substation; an external communication network connection unit connected to an external communication network communicating with a control center for a remote monitoring system of a digital substation; a data collection unit collecting internal communication packets in the internal communication network through the internal communication network connection unit and external communication packets in the external communication network through the external communication network connection unit; a storage unit storing the internal communication packets and external communication packets collected through the data collection unit and storing analysis results and diagnosis results; a diagnosis control unit storing the internal communication packets and external communication packets collected from the data collection unit in the storage unit and analyzing the flow by interpreting the types of the internal communication packets and external communication packets and analyzing detailed data of the internal communication packets and external communication packets to diagnose the soundness of data processing; and an output unit outputting the analysis results and diagnosis results of the diagnosis control unit.
본 발명에서 내부 통신망은, IEC 61850 통신 규격인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the internal communication network is characterized by being an IEC 61850 communication standard.
본 발명에서 외부 통신망은, SCADA망의 통신규약인 DNP 3.0 기반의 통신 규격인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the external communication network is characterized by being a communication standard based on DNP 3.0, which is a communication protocol of a SCADA network.
본 발명에서 진단 제어부는, 정보 연계장치에서 외부 통신망을 통해 제어센터로 전송하는 외부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하고, 내부 통신망을 통해 IED가 송신하는 내부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하여 정보 연계장치의 송신값과 IED의 송신값을 비교하여 처리 건전성을 진단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the diagnostic control unit is characterized by interpreting detailed data from an external communication packet transmitted from an information linkage device to a control center through an external communication network, interpreting detailed data from an internal communication packet transmitted by an IED through an internal communication network, and comparing the transmission values of the information linkage device and the transmission values of the IED to diagnose processing soundness.
본 발명에서 출력부는, 내부 통신망을 통해 디지털 변전소의 HMI나 정보 연계장치로 분석결과 및 처리결과를 출력하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the output unit is characterized by outputting analysis results and processing results to an HMI or information linkage device of a digital substation through an internal communication network.
본 발명의 다른 측면에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치의 제어방법은, 진단 제어부가 데이터 수집부를 통해 내부 통신망과 외부 통신망을 감시하는 단계; 진단 제어부가 내부 통신망과 외부 통신망을 감시하여 내부 통신 패킷이나 외부 통신 패킷이 발생한 경우 수집하여 저장부에 저장하는 단계; 진단 제어부가 수집한 외부 통신 패킷과 내부 패킷의 종류와 세부 데이터를 해석하는 단계; 진단 제어부가 패킷의 종류와 세부 데이터의 해석 결과에 기초하여 패킷의 흐름을 분석하고 데이터의 처리 건전성을 진단하는 단계; 및 진단 제어부가 흐름의 분석결과 및 진단결과를 저장하고 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A control method of a monitoring and diagnosis device of a digital substation according to another aspect of the present invention is characterized by including: a step in which a diagnostic control unit monitors an internal communication network and an external communication network through a data collection unit; a step in which the diagnostic control unit monitors the internal communication network and the external communication network, and collects and stores in a storage unit internal communication packets or external communication packets when they occur; a step in which the diagnostic control unit interprets the types and detailed data of the external communication packets and internal packets collected; a step in which the diagnostic control unit analyzes the flow of packets and diagnoses the soundness of data processing based on the analysis results of the types and detailed data of the packets; and a step in which the diagnostic control unit stores and outputs the analysis results and the diagnostic results of the flow.
본 발명에서 내부 통신망은, IEC 61850 통신 규격인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the internal communication network is characterized by being an IEC 61850 communication standard.
본 발명에서 외부 통신망은, SCADA망의 통신규약인 DNP 3.0 기반의 통신 규격인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the external communication network is characterized by being a communication standard based on DNP 3.0, which is a communication protocol of a SCADA network.
본 발명에서 데이터의 처리 건전성을 진단하는 단계는, 진단 제어부가 정보 연계장치에서 외부 통신망을 통해 제어센터로 전송하는 외부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하고, 내부 통신망을 통해 IED가 송신하는 내부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하여 정보 연계장치의 송신값과 IED의 송신값을 비교하여 처리 건전성을 진단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of diagnosing the soundness of data processing is characterized in that the diagnostic control unit interprets detailed data from an external communication packet transmitted from an information linkage device to a control center through an external communication network, interprets detailed data from an internal communication packet transmitted by an IED through an internal communication network, and compares the transmission value of the information linkage device with the transmission value of the IED to diagnose the processing soundness.
본 발명에서 흐름의 분석결과 및 진단결과를 출력하는 단계는, 진단 제어부가 내부 통신망을 통해 디지털 변전소의 HMI나 정보 연계장치로 처리결과를 출력하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of outputting the flow analysis result and the diagnosis result is characterized in that the diagnosis control unit outputs the processing result to the HMI or information linkage device of the digital substation through the internal communication network.
본 발명의 일 측면에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치 및 그 제어방법은 원방 감시체계를 갖는 디지털 변전소를 진단할 때 독립된 내외부 통신망에서의 모든 통신패킷을 감시하여 패킷의 종류뿐만 아니라 세부 데이터까지 해석하여 상황을 파악하고 건전성을 진단할 수 있어, 제어실패, 이벤트 미전송 등의 이상 발생 시에 추가적인 전문가의 분석 없이 사용자가 즉시 문제의 장치 및 구간을 쉽게 파악하도록 할 수 있다. According to one aspect of the present invention, a digital substation monitoring and diagnosis device and a control method thereof can, when diagnosing a digital substation having a remote monitoring system, monitor all communication packets in independent internal and external communication networks to analyze not only the types of packets but also detailed data to grasp the situation and diagnose health, so that when an abnormality such as control failure or non-transmission of an event occurs, the user can easily identify the problematic device and section immediately without additional analysis by an expert.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치에서 진단결과를 예시화면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. FIG. 1 is a block diagram showing a monitoring and diagnostic device for a digital substation according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary screen showing a diagnosis result in a monitoring and diagnosis device of a digital substation according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart for explaining a control method of a monitoring and diagnostic device of a digital substation according to one embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, the digital substation monitoring and diagnosis device and its control method according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. In this process, the thickness of the lines and the size of the components illustrated in the drawings may be exaggerated for the sake of clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and these may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치에서 진단결과를 예시화면이다. FIG. 1 is a block diagram showing a monitoring and diagnosis device for a digital substation according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exemplary screen showing a diagnosis result in a monitoring and diagnosis device for a digital substation according to one embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치는, 내부 통신망 접속부(10), 외부 통신망 접속부(20), 데이터 수집부(30), 저장부(50), 진단 제어부(40) 및 출력부(60)를 포함할 수 있다. As illustrated in FIG. 1, a monitoring and diagnostic device for a digital substation according to one embodiment of the present invention may include an internal communication network connection unit (10), an external communication network connection unit (20), a data collection unit (30), a storage unit (50), a diagnostic control unit (40), and an output unit (60).
내부 통신망 접속부(10)는 IEC 61850 통신 규격을 통해 디지털 변전소의 내부 통신망과 접속할 수 있다. The internal communication network connection part (10) can be connected to the internal communication network of the digital substation through the IEC 61850 communication standard.
디지털 변전소의 내부 통신망에는 전력설비가 접속되어 감시, 계측, 보호 및 제어를 위한 각종 데이터가 전송된다. The internal communication network of the digital substation connects power equipment and transmits various data for monitoring, measurement, protection, and control.
외부 통신망 접속부(20)는 디지털 변전소의 원방 감시체계를 위해 제어센터와 SCADA망의 통신규약인 DNP 3.0 기반의 통신 규격으로 통신하는 외부 통신망과 접속할 수 있다. The external communication network connection part (20) can be connected to an external communication network that communicates using the communication standard based on DNP 3.0, which is a communication standard of the control center and SCADA network for the remote monitoring system of the digital substation.
디지털 변전소의 원방 감시체계를 위해 정보 연계장치에서 내부 통신망에 접속된 IED(Intelligent Electronic Devices)로부터 취득된 모든 전력설비의 감시, 계측, 보호 정보를 SCADA 통신규약에 맞춰 변환하여 전송하고, SCADA로부터의 각종 제어(지령) 요청을 IED로 전송할 수 있다. For the remote monitoring system of a digital substation, all power facility monitoring, measurement, and protection information acquired from IEDs (Intelligent Electronic Devices) connected to the internal communication network is converted to SCADA communication protocols and transmitted, and various control (command) requests from SCADA can be transmitted to the IEDs.
따라서 외부 통신망 접속부(20)는 정보 연계장치에서 제어센터로 전송하는 외부 통신망에 접속할 수 있다. Therefore, the external communication network connection unit (20) can connect to an external communication network that transmits from the information link device to the control center.
데이터 수집부(30)는 내부 통신망 접속부(10)를 통해 내부 통신망에서의 내부 통신 패킷을 수집하고, 외부 통신망 접속부(20)를 통해 외부 통신망에서의 외부 통신 패킷을 수집할 수 있다. The data collection unit (30) can collect internal communication packets in the internal communication network through the internal communication network connection unit (10), and external communication packets in the external communication network through the external communication network connection unit (20).
여기서, 데이터 수집부(30)는 패킷필터의 처리대상 여부를 판단하여 폐기하거나 처리할 수도 있다. Here, the data collection unit (30) can determine whether the packet is subject to processing by the packet filter and discard or process it.
저장부(50)는 데이터 수집부(30)를 통해 수집된 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷을 저장하고, 분석결과 및 진단결과를 저장할 수 있다. The storage unit (50) can store internal communication packets and external communication packets collected through the data collection unit (30) and store analysis results and diagnosis results.
진단 제어부(40)는 데이터 수집부(30)로부터 수집되는 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷을 저장부(50)에 저장하고, 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 종류를 해석하여 흐름을 분석하고, 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 세부 데이터를 해석하여 데이터의 처리 건전성을 진단할 수 있다. The diagnostic control unit (40) stores internal communication packets and external communication packets collected from the data collection unit (30) in the storage unit (50), analyzes the flow by interpreting the types of internal communication packets and external communication packets, and diagnoses the soundness of data processing by interpreting detailed data of the internal communication packets and external communication packets.
즉, 진단 제어부(40)는 정보 연계장치에서 외부 통신망을 통해 제어센터로 전송하는 외부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하고, 내부 통신망을 통해 IED가 송신하는 내부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하여 정보 연계장치의 송신값과 IED의 송신값을 비교하여 처리 건전성을 진단할 수 있다. That is, the diagnostic control unit (40) can diagnose processing soundness by interpreting detailed data from an external communication packet transmitted from an information link device to a control center through an external communication network and interpreting detailed data from an internal communication packet transmitted by an IED through an internal communication network and comparing the transmission value of the information link device with the transmission value of the IED.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 디지털 변전소 설비 중 감시, 제어 또는 측정의 데이터가 발생하면 각각의 장치에서 내부 통신망을 통해 내부 통신 패킷을 정보 연계장치와 HMI로 송신하게 되며, 이를 수신한 HMI는 화면으로 표시하고, 정보 연계장치는 가공 및 변환하여 외부 통신망을 통해 디지털 변전소 외부의 제어센터로 다시 송신하게 된다. To explain this more specifically, when data for monitoring, control or measurement is generated in digital substation facilities, each device transmits an internal communication packet to an information linkage device and HMI through an internal communication network. The HMI that receives the packet displays it on a screen, and the information linkage device processes and converts it and retransmits it to a control center outside the digital substation through an external communication network.
이때 진단 제어부(40)는 데이터 수집부(30)를 통해 내부 통신망에서 송수신되는 내부 통신 패킷으로부터 패킷의 종류를 해석하여 정보 연계장치와 IED 간 이벤트 메시지와 응답 메시지의 흐름을 분석할 수 있다. At this time, the diagnostic control unit (40) can analyze the flow of event messages and response messages between the information link device and the IED by interpreting the type of packet from the internal communication packet transmitted and received in the internal communication network through the data collection unit (30).
또한, 진단 제어부(40)는 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 세부 데이터를 해석하여 IED 송신값과 정보 연계장치의 송신값을 비교하여, IED 혹은 정보 연계장치의 데이터 처리 건전성을 진단할 수 있어 근무자가 데이터 값의 이상상태를 쉽게 판단하여 조치를 시작하도록 할 수 있다. In addition, the diagnostic control unit (40) can diagnose the soundness of data processing of the IED or information linkage device by analyzing the detailed data of internal communication packets and external communication packets and comparing the IED transmission value with the transmission value of the information linkage device, thereby allowing the worker to easily determine an abnormal state of the data value and initiate action.
도 2에 도시된 바와 같이 진단결과 표시화면으로 각 장치의 상태값을 표시하여 변전소 내부 및 제어센터의 외부 데이터에 문제가 발생하는지 쉽게 확인할 수 있다. As shown in Fig. 2, the status values of each device are displayed on the diagnostic result display screen, making it easy to check whether there is a problem with the data inside the substation or outside the control center.
출력부(60)는 진단 제어부(40)의 분석결과 및 진단결과를 내부 통신망을 통해 디지털 변전소의 HMI나 정보 연계장치로 분석결과 및 처리결과를 출력할 수 있어 처리상태를 화면에 표시하여 직관적으로 확인이 가능하고 이상 상태 발생 시 경고를 발생 시킬 수도 있다. The output unit (60) can output the analysis results and diagnostic results of the diagnostic control unit (40) to the HMI or information linkage device of the digital substation through the internal communication network, so that the processing status can be intuitively checked by displaying it on the screen, and a warning can also be generated when an abnormal condition occurs.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 디지털 변전소의 감시진단장치에 따르면, 원방 감시체계를 갖는 디지털 변전소를 진단할 때 독립된 내외부 통신망에서의 모든 통신패킷을 감시하여 패킷의 종류뿐만 아니라 세부 데이터까지 해석하여 상황을 파악하고 건전성을 진단할 수 있어, 제어실패, 이벤트 미전송 등의 이상 발생 시에 추가적인 전문가의 분석 없이 사용자가 즉시 문제의 장치 및 구간을 쉽게 파악하도록 할 수 있다. As described above, according to the monitoring and diagnosis device of a digital substation according to an embodiment of the present invention, when diagnosing a digital substation having a remote monitoring system, all communication packets in independent internal and external communication networks are monitored, and not only the types of packets but also detailed data are analyzed to grasp the situation and diagnose health, so that when an abnormality such as control failure or non-transmission of an event occurs, the user can easily identify the problematic device and section immediately without additional analysis by an expert.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다. FIG. 3 is a flowchart for explaining a control method of a monitoring and diagnostic device of a digital substation according to one embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 변전소의 감시진단장치의 제어방법에서는 먼저, 진단 제어부(40)가 데이터 수집부(30)를 통해 내부 통신망과 외부 통신망을 감시한다(S10). As illustrated in FIG. 3, in a control method of a monitoring and diagnosis device of a digital substation according to one embodiment of the present invention, first, a diagnostic control unit (40) monitors an internal communication network and an external communication network through a data collection unit (30) (S10).
진단 제어부(40)는 데이터 수집부(30)를 통해 IEC 61850 통신 규격의 디지털 변전소의 내부 통신망과, 디지털 변전소의 원방 감시체계를 위해 제어센터와 SCADA망의 통신규약인 DNP 3.0 기반의 통신 규격으로 통신하는 외부 통신망에서 전력설비의 감시, 계측, 보호 및 제어를 위한 각종 통신 패킷을 발생을 감시할 수 있다. The diagnostic control unit (40) can monitor the occurrence of various communication packets for monitoring, measuring, protecting and controlling power facilities in the internal communication network of the digital substation of the IEC 61850 communication standard and in the external communication network that communicates with the communication standard based on DNP 3.0, which is the communication standard of the control center and SCADA network for the remote monitoring system of the digital substation, through the data collection unit (30).
즉, 디지털 변전소의 내부 통신망에는 전력설비가 접속되어 감시, 계측, 보호 및 제어를 위한 각종 데이터가 전송되고, 외부 통신망에는 디지털 변전소의 원방 감시체계를 위해 정보 연계장치에서 내부 통신망에 접속된 IED(Intelligent Electronic Devices)로부터 취득된 모든 전력설비의 감시, 계측, 보호 정보가 SCADA 통신규약으로 전송되고, SCADA로부터의 각종 제어(지령) 요청이 IED로 전송된다. That is, power facilities are connected to the internal communication network of the digital substation, and various data for monitoring, measurement, protection, and control are transmitted, and all power facility monitoring, measurement, and protection information acquired from IEDs (Intelligent Electronic Devices) connected to the internal communication network for the remote monitoring system of the digital substation is transmitted to the external communication network using SCADA communication protocols, and various control (command) requests from SCADA are transmitted to the IEDs.
S10 단계에서 내부 통신망과 외부 통신망을 감시하면서 진단 제어부(40)는 통신 패킷의 발생했는지 판단한다(S20). At step S10, the diagnostic control unit (40) monitors the internal and external communication networks and determines whether a communication packet has occurred (S20).
S20 단계에서 통신 패킷이 발생한 경우, 진단 제어부(40)는 데이터 수집부(30)를 통해 내부 통신망에서 내부 통신 패킷을 수집하고, 외부 통신망에서 외부 통신 패킷을 수집하여 저장부에 저장한다(S30). When a communication packet occurs at step S20, the diagnostic control unit (40) collects internal communication packets from the internal communication network through the data collection unit (30) and collects external communication packets from the external communication network and stores them in the storage unit (S30).
여기서, 데이터 수집부(30)는 패킷필터의 처리대상 여부를 판단하여 폐기하거나 처리할 수도 있다. Here, the data collection unit (30) can determine whether the packet is subject to processing by the packet filter and discard or process it.
S30 단계에서 통신 패킷을 수집하여 저장한 후, 진단 제어부(40)는 패킷의 종류를 해석하고, 정보 연계장치에서 외부 통신망을 통해 제어센터로 전송하는 외부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하고, 내부 통신망을 통해 IED가 송신하는 내부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석한다(S40). After collecting and storing communication packets at step S30, the diagnostic control unit (40) interprets the type of packet, interprets detailed data from external communication packets transmitted from the information link device to the control center via an external communication network, and interprets detailed data from internal communication packets transmitted by the IED via an internal communication network (S40).
S40 단계에서 패킷의 종류를 해석하고 세부 데이터를 해석한 결과를 기반으로 진단 제어부(40)는 패킷의 흐름을 분석하고, 정보 연계장치의 송신값과 IED의 송신값을 비교하여 데이터의 처리 건전성을 진단한다(S50). Based on the results of interpreting the type of packet and the detailed data at step S40, the diagnostic control unit (40) analyzes the flow of packets and compares the transmission value of the information link device with the transmission value of the IED to diagnose the soundness of data processing (S50).
이를 보다 구체적으로 설명하면, 디지털 변전소 설비 중 감시, 제어 또는 측정의 데이터가 발생하면 각각의 장치에서 내부 통신망을 통해 내부 통신 패킷을 정보 연계장치와 HMI로 송신하게 되며, 이를 수신한 HMI는 화면으로 표시하고, 정보 연계장치는 가공 및 변환하여 외부 통신망을 통해 디지털 변전소 외부의 제어센터로 다시 송신하게 된다. To explain this more specifically, when data for monitoring, control or measurement is generated in digital substation facilities, each device transmits an internal communication packet to an information linkage device and HMI through an internal communication network. The HMI that receives the packet displays it on a screen, and the information linkage device processes and converts it and retransmits it to a control center outside the digital substation through an external communication network.
이때 진단 제어부(40)는 데이터 수집부(30)를 통해 내부 통신망에서 송수신되는 내부 통신 패킷으로부터 패킷의 종류를 해석하여 정보 연계장치와 IED 간 이벤트 메시지와 응답 메시지의 흐름을 분석할 수 있다. At this time, the diagnostic control unit (40) can analyze the flow of event messages and response messages between the information link device and the IED by interpreting the type of packet from the internal communication packet transmitted and received in the internal communication network through the data collection unit (30).
또한, 진단 제어부(40)는 내부 통신 패킷과 외부 통신 패킷의 세부 데이터를 해석하여 IED 송신값과 정보 연계장치의 송신값을 비교하여, IED 혹은 정보 연계장치의 데이터 처리 건전성을 진단할 수 있어 근무자가 데이터 값의 이상상태를 쉽게 판단하여 조치를 시작하도록 할 수 있다. In addition, the diagnostic control unit (40) can diagnose the soundness of data processing of the IED or information linkage device by analyzing the detailed data of internal communication packets and external communication packets and comparing the IED transmission value with the transmission value of the information linkage device, thereby allowing the worker to easily determine an abnormal state of the data value and initiate action.
S50 단계에서 패킷의 흐름을 분석하고 데이터의 처리 건전성을 진단한 후 진단 제어부(40)는 흐름의 분석결과와 데이터의 처리 건전성의 진단결과를 저장부(50)에 저장하고 출력부(60)를 통해 출력한다(S60). After analyzing the flow of packets and diagnosing the soundness of data processing at step S50, the diagnostic control unit (40) stores the analysis results of the flow and the diagnostic results of data processing soundness in the storage unit (50) and outputs them through the output unit (60) (S60).
즉, 진단 제어부(40)는 내부 통신망을 통해 디지털 변전소의 HMI나 정보 연계장치로 처리결과를 도 2에 도시된 바와 같이 진단결과 표시화면으로 각 장치의 상태값을 표시하여 변전소 내부 및 제어센터의 외부 데이터에 문제가 발생하는지 직관적으로 확인이 가능하고 이상 상태 발생 시 경고를 발생 시킬 수 있도록 한다. That is, the diagnostic control unit (40) displays the status values of each device on a diagnostic result display screen as shown in Fig. 2 through the internal communication network to the HMI or information linkage device of the digital substation, thereby enabling intuitive confirmation of whether a problem occurs with the data inside the substation or external to the control center, and generating an alarm when an abnormal condition occurs.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 디지털 변전소의 감시진단장치의 제어방법에 따르면, 원방 감시체계를 갖는 디지털 변전소를 진단할 때 독립된 내외부 통신망에서의 모든 통신패킷을 감시하여 패킷의 종류뿐만 아니라 세부 데이터까지 해석하여 상황을 파악하고 건전성을 진단할 수 있어, 제어실패, 이벤트 미전송 등의 이상 발생 시에 추가적인 전문가의 분석 없이 사용자가 즉시 문제의 장치 및 구간을 쉽게 파악하도록 할 수 있다.As described above, according to the control method of the monitoring and diagnosis device of the digital substation according to the embodiment of the present invention, when diagnosing a digital substation having a remote monitoring system, all communication packets in independent internal and external communication networks are monitored, and not only the types of packets but also detailed data are analyzed to grasp the situation and diagnose the health, so that when an abnormality such as control failure or non-transmission of an event occurs, the user can easily identify the problematic device and section immediately without additional analysis by an expert.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.The implementations described herein may be implemented, for example, as a method or process, an apparatus, a software program, a data stream or a signal. Even if discussed in the context of only a single form of implementation (e.g., discussed only as a method), the implementation of the features discussed may also be implemented in other forms (e.g., as an apparatus or a program). The apparatus may be implemented using suitable hardware, software, firmware, and the like. The method may be implemented in a device such as a processor, which generally refers to a processing device including, for example, a computer, a microprocessor, an integrated circuit, or a programmable logic device. A processor also includes a communication device such as a computer, a cell phone, a personal digital assistant ("PDA"), and other devices that facilitate communication of information between end-users.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims below.
10 : 내부 통신망 접속부 20 : 외부 통신망 접속부
30 : 데이터 수집부 40 : 진단 제어부
50 : 저장부 60 : 출력부10: Internal network connection 20: External network connection
30: Data collection unit 40: Diagnostic control unit
50 : Storage section 60 : Output section
Claims (10)
상기 디지털 변전소의 원방 감시체계를 위해 제어센터와 통신하는 외부 통신망과 접속되는 외부 통신망 접속부;
상기 내부 통신망 접속부를 통해 상기 내부 통신망에서의 내부 통신 패킷을 수집하고, 상기 외부 통신망 접속부를 통해 상기 외부 통신망에서의 외부 통신 패킷을 수집하는 데이터 수집부;
상기 데이터 수집부를 통해 수집된 상기 내부 통신 패킷과 상기 외부 통신 패킷을 저장하고 분석결과 및 진단결과를 저장하는 저장부;
상기 데이터 수집부로부터 수집되는 상기 내부 통신 패킷과 상기 외부 통신 패킷을 상기 저장부에 저장하고 상기 내부 통신 패킷과 상기 외부 통신 패킷의 종류를 해석하여 흐름을 분석하고, 상기 내부 통신 패킷과 상기 외부 통신 패킷의 세부 데이터를 해석하여 데이터의 처리 건전성을 진단하는 진단 제어부; 및
상기 진단 제어부의 분석결과 및 진단결과를 출력하는 출력부;를 포함하되,
상기 진단 제어부는, 상기 내부 통신 패킷과 상기 외부 통신 패킷의 종류를 해석하여 정보 연계장치와 IED 간 이벤트 메시지와 응답 메시지의 흐름을 분석하고, 상기 정보 연계장치에서 상기 외부 통신망을 통해 상기 제어센터로 전송하는 상기 외부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하고, 상기 내부 통신망을 통해 IED가 송신하는 상기 내부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하여 상기 정보 연계장치의 송신값과 상기 IED의 송신값을 비교하여 처리 건전성을 진단하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 감시진단장치.
Internal communication network connection part connected to the internal communication network of the digital substation;
An external communication network connection section that is connected to an external communication network that communicates with a control center for a remote monitoring system of the above digital substation;
A data collection unit that collects internal communication packets in the internal communication network through the internal communication network connection unit and collects external communication packets in the external communication network through the external communication network connection unit;
A storage unit that stores the internal communication packets and the external communication packets collected through the data collection unit and stores the analysis results and diagnosis results;
A diagnostic control unit that stores the internal communication packets and the external communication packets collected from the data collection unit in the storage unit, analyzes the flow by interpreting the types of the internal communication packets and the external communication packets, and diagnoses the soundness of data processing by interpreting the detailed data of the internal communication packets and the external communication packets; and
An output unit for outputting the analysis results and diagnosis results of the above diagnostic control unit; including,
The above diagnostic control unit analyzes the flow of event messages and response messages between the information linking device and the IED by interpreting the types of the internal communication packets and the external communication packets, interprets detailed data from the external communication packets transmitted from the information linking device to the control center through the external communication network, and interprets detailed data from the internal communication packets transmitted by the IED through the internal communication network to compare the transmission values of the information linking device with the transmission values of the IED to diagnose processing soundness. A monitoring and diagnostic device for a digital substation.
A digital substation monitoring and diagnostic device, characterized in that in the first paragraph, the internal communication network is an IEC 61850 communication standard.
A digital substation monitoring and diagnostic device, characterized in that in the first paragraph, the external communication network is a communication standard based on DNP 3.0, which is a communication standard of a SCADA network.
A monitoring and diagnostic device for a digital substation, characterized in that in the first paragraph, the output unit outputs analysis results and processing results to an HMI or information linkage device of the digital substation through the internal communication network.
상기 진단 제어부가 상기 내부 통신망과 상기 외부 통신망을 감시하여 내부 통신 패킷이나 외부 통신 패킷이 발생한 경우 수집하여 저장부에 저장하는 단계;
상기 진단 제어부가 수집한 상기 외부 통신 패킷과 상기 내부 통신 패킷의 종류와 세부 데이터를 해석하는 단계;
상기 진단 제어부가 패킷의 종류와 세부 데이터의 해석 결과에 기초하여 패킷의 흐름을 분석하고 데이터의 처리 건전성을 진단하는 단계; 및
상기 진단 제어부가 흐름의 분석결과 및 진단결과를 저장하고 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 데이터의 처리 건전성을 진단하는 단계는, 상기 진단 제어부가 정보 연계장치와 IED 간 이벤트 메시지와 응답 메시지의 흐름을 분석하고, 상기 정보 연계장치에서 상기 외부 통신망을 통해 제어센터로 전송하는 상기 외부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하고, 상기 내부 통신망을 통해 IED가 송신하는 상기 내부 통신 패킷으로부터 세부 데이터를 해석하여 상기 정보 연계장치의 송신값과 상기 IED의 송신값을 비교하여 처리 건전성을 진단하는 것을 특징으로 하는 디지털 변전소의 감시진단장치의 제어방법.
A step in which the diagnostic control unit monitors the internal communication network and the external communication network through the data collection unit;
A step in which the above diagnostic control unit monitors the internal communication network and the external communication network, collects internal communication packets or external communication packets when they occur, and stores them in the storage unit;
A step of interpreting the types and detailed data of the external communication packets and the internal communication packets collected by the above diagnostic control unit;
A step in which the above diagnostic control unit analyzes the flow of packets and diagnoses the soundness of data processing based on the type of packet and the interpretation results of detailed data; and
The above diagnostic control unit comprises a step of storing and outputting the analysis results and diagnostic results of the flow;
The step of diagnosing the processing soundness of the above data is characterized in that the diagnostic control unit analyzes the flow of event messages and response messages between the information linkage device and the IED, interprets detailed data from the external communication packet transmitted from the information linkage device to the control center through the external communication network, and interprets detailed data from the internal communication packet transmitted by the IED through the internal communication network, and compares the transmission value of the information linkage device with the transmission value of the IED to diagnose the processing soundness. A control method for a monitoring and diagnostic device of a digital substation.
A control method for a monitoring and diagnostic device of a digital substation, characterized in that in claim 6, the internal communication network is an IEC 61850 communication standard.
A control method for a monitoring and diagnostic device of a digital substation, characterized in that in claim 6, the external communication network is a communication standard based on DNP 3.0, which is a communication standard of a SCADA network.
In the 6th paragraph, the step of outputting the analysis result and diagnosis result of the flow is a control method of a monitoring and diagnosis device of a digital substation, characterized in that the diagnosis control unit outputs the processing result to an HMI or information linkage device of the digital substation through the internal communication network.
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20220726 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20201105 Comment text: Patent Application |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20241203 Patent event code: PE09021S01D |
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