이남호
(Nam-Ho Lee)
1
김남대
(Nam-Dae Kim)
1
박유영
(Yu-Yeong Park)
†
-
(Senior researcher, Next Generation Transmission & Substation Lab, KEPCO Research Institute,
Korea)
Copyright © The Korean Institute of Illuminating and Electrical Engineers(KIIEE)
Key words
Digital substation, Gateway, HMI, IEC 61850, IED, Interoperability, SCL
1. 서 론
현대의 변전소는 차단기, 선로, 변압기 등 전력설비를 보호, 감시, 제어하는 지능형 전자장치(IED : Intelligent Electronic Device)와
이를 운영하는 상위장치 간에 정보를 공유하는 네트워크 기반의 디지털화가 가속되고 있다. 이러한 디지털변전소는 과거 변전소의 계전기, RTU(Remote
Terminal Unit)가 전기신호를 기반으로 담당하는 각각의 전력설비에 대한 단독운전만을 바로 보았던 시각에서 구성하는 전자장치들이 상호 간의
데이터를 이용하여 변전소를 하나의 시스템으로 운전되는 것을 특징으로 한다. 디지털변전소를 시스템으로 동작할 때 가장 중요한 것은 전자장치들이 특별한
교환 및 해석장치 없이 네트워크 연결만으로도 정보를 교환할 수 있는 데이터와 인터페이스를 위한 프로토콜이 통일되어야 하며, 이를 위해 국내뿐만 아니라
전 세계는 디지털변전소의 국제표준을 IEC 61850으로 제정하여 이를 지원하는 전자장치들을 사용하고 있다(1-3). IEC 61850 국제표준은 전력 유틸리티 자동화를 위한 통신 네트워크 및 시스템 표준으로써, 변전 시스템의 통신/제어를 위해 기존의 복잡한 구리선
형태에서 개방형 구조의 이더넷 기반 광케이블 디지털 방식으로 변환하기 위한 변전소 자동화 통신 프로토콜이다(4-5).
디지털변전소의 IED와 운영장치는 IEC 61850 기반의 데이터와 통신 인터페이스를 구현한 후 공인시험기관을 통해 국제규격 적합성 인증시험을 통과하고
변전소 현장에 설치하는 것이 기본 조건이며, 한전에서 구축 중인 디지털변전소 역시 IEC 61850 국제공인 인증서를 제작사에 필수적으로 요구하고
있다(6-9). 한전은 2013년부터 신규 154kV 변전소를 대상으로 디지털변전소로 구축하고 있으며 2020년 1월 기준 약 60개소의 디지털변전소를 운전 중이다.
한전의 디지털변전소는 30여 개 등록된 제작사 중에서 4∼6개의 제작사 장치가 선정되는 멀티벤더기반의 시스템으로 구축되고 있어 도입 초창기에는 IEC
61850 국제표준을 만족하는 전자장치를 사용할 경우 호환성에 문제가 없을 것으로 판단하였다. 하지만 최초 운전부터 지금까지 디지털변전소 현장에서는
크고 작은 장애 요인이 발생하였고, 이는 장치의 고장을 제외하고 데이터와 통신 메시지를 해석하고, 장애 발생 시 이에 대한 대처 방식이 제작사별로
상의한 것이 주요 원인이 되고 있다. IEC 61850 표준이 모든 표현 방식을 동일하게 사용하도록 정의된 것이 아니라, 일정한 범위에서 제작사들이
자유롭게 구현할 수 있는 범위가 존재하고, 제작사들이 인증받은 시점에서 적합성 시험의 버전과 내용이 차이가 나며 구현된 운영환경과 S/W의 지속적인
변화가 디지털변전소의 상호운용성(Interoperability)에 영향을 줄 수 있다고 여겨진다.
따라서 본 논문에서는 디지털변전소 현장에서 발생한 장애 현상을 멀티벤더간의 상호운용성 관점에서 분석하고, 이를 IEC 61850 적합성 시험과 같이
디지털변전소 적용 전에 확인할 수 있는 상호운용성 검증방법으로 제시하고자 한다. 또한, 새로운 시험방법을 실행할 수 있는 시험환경을 구축하고 현재
한전에 등록된 장치들을 대상으로 적용하여 디지털변전소의 상호운용성 문제점들이 운전 중인 변전소 현장에서 발견되는 것이 아닌 실험실 환경에서 사전에
발견하게 하여 디지털변전소를 보다 안정적으로 운영하고자 한다.
2. 본 론
2.1 디지털변전소 현장 장애 분석
국내 디지털변전소에 발생한 다수의 현장 장애 현상 중 IED와 운영장치의 단순 기기 고장 및 프로그램 오류가 아닌 디지털변전소의 기본이 되는 네트워크
시스템과 IEC 61850 국제표준의 해석 차이로 인해 시스템 동작에 영향을 준 사례를 상호운용성 관점에서 아래와 같이 분석하였다.
2.1.1 통신 과부하로 인한 현장 장애
한전의 154kV 도당변전소 네트워크는 해외 통신스위치를 이용하여 한전의 표준 네트워크 구성에 따른 링+스타 구조의 혼합형 토폴러지로 구성되어 있다.
그림 1은 운영장치와 IED간 통신 재접속 현상을 보여주는 패킷의 일부이다. 변전소 IED 시험 중 일부 IED(송전선로 후비보호 IED, 제작사: 선도/도시바)와
운영장치(제작사:도우디지텍)가 IEC 61850 통신 재접속 현상이 간헐적으로 발생하고 있었다.
트래픽 분석결과 운영장치의 MMS(Manufacturing Message Specification) 서비스와 TCP(Transmission control
protocol) 연결요청에 IED가 응답이 없어 운영장치가 서비스 재전송을 하고 있었으며 일정 시간 동안 IED로부터 응답이 없어 운영장치는 MMS
재접속을 시도하고 있었으며, 이러한 현상은 변전소 2층에 있는 제어와 보호 IED(제작사:선도, 세니온, 영인)에서도 지속해서 반복하고 있었다.
Fig. 1. Communication reconnection between IED and operating system
트래픽 수집은 변전소 감시실에 설치된 운영장치에서 수행한 것으로 운영장치는 IED의 응답이 없음에 따라 정상적인 재접속 기능을 수행하고 있으며, 이
경우 IED의 통신 기능에 문제가 있다고 일차적으로 판단할 수 있으나 같은 시간대 여러 대의 IED에서 발생하고, 제작사도 다르므로 네트워크 시스템에
문제가 있음을 먼저 고려하였다. 또한, 도당변전소 변전시스템이 모두 다운되는 현상이 발생하였을 당시 네트워크 트래픽을 측정한 결과 70,000개/초
패킷이 순간적으로 증가한 것을 확인하였다.
그림 2는 변전시스템 붕괴시 통신 트래픽을 측정한 결과이다.
Fig. 2. Communication traffic measurement in the event of a substation system collapse
해당 통신량의 증가원인을 찾기 위하여 트래픽이 증가하였을 때 IED가 전송하는 GOOSE(Generic Object Oriented Substation
Event) 패킷을 분석한 결과 GOOSE 메시지의 SeqNum이 동일한 GOOSE 메시지가 순간적으로 무한 반복하고 있는 것을 확인하였다.
그림 3은 동일한 GOOSE 메시지가 연속적으로 발생하고 있음을 나타낸다.
Fig. 3. Infinite recurrence of the same GOOSE
한전이 사용하고 있는 IED의 통신은 Hot-Standby 이중화로 통신 포트가 물리적으로 분리되어 있어 네트워크 시스템을 루프(Loop)로 만들
수 없기에 네트워크 스위치의 루프방지 프로토콜인 RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol) 이상 또는 스위치 내부 이상으로 인해
네트워크 시스템이 루프되어 동일한 GOOSE가 네트워크 안에서 무한 반복되었음을 확인할 수 있었다.
따라서 도당변전소에서 발생한 장애 현상은 운영장치와 IED의 문제가 아니라 네트워크 시스템의 문제가 원인이 되었으며, 디지털변전소를 안정적으로 운전하기
위해서는 네트워크 통신트래픽의 순간적인 증가 시 IED와 운영장치가 이를 해결할 수 있는 능력이 필요함을 알 수 있었다.
2.1.2 IEC 61850 해석 차로 인한 장애 현상
경남에 있는 천선개폐소에 설치된 송전선로 보호 IED(제작사:GE)의 네트워크 이중화 시험을 하기 위하여 통신 주포트의 케이블 연결을 끊으면 통신
연결 및 IEC 61850 서비스는 정상적으로 이루어짐에도 네트워크로 상호연결된 모선 IED(제작사:ABB)는 GOOSE 수신실패를, 운영장치(제작사:가보)는
SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)에 데이터 전송을 못 하는 현상이 발생하였다.
IEC 61850 클라이언트 시험 툴인 KIE(Kepco IED Explorer)를 통해 통신 주포트의 케이블이 끊어졌을 때의 송전선로 보호 IED의
데이터 값을 확인한 결과 상태 데이터의 quality 값이 “1100000000000”로 변경되었다. 그림 4는 송전선로 보호 IED의 상태 데이터의 quality 값을 확인한 결과를 나타낸다. 앞의 두 개의 Bit는 데이터값의 품질상태로 그 의미는 Questionable
즉, IED가 전송하는 데이터값의 건전성을 확신할 수 없다는 의미이다.
Fig. 4. Quality data of T/L IED
하지만 예비포트로 정상적인 통신이 이루어지고 있으므로 일반적으로 quality 값은 “0000000000000”으로 정상임을 나타내야 하지만 제작사인
GE에서 quality 값을 IEC 61850 규격과 달리 해석하고 있었다. IED가 GOOSE 수신을 할 때 quality를 무시하는 제작사가 있지만,
ABB IED의 경우에는 quality 값이 정상일 때만 받아드리고, 지금과 같이 비정상적일 때는 GOOSE를 무시하게 되어 있다. ABB IED의
GOOSE 수신실패를 판단하는 기준이 수신받기로 한 GOOSE 메시지가 없거나 quality 값이 비정상일 때이기 때문에 Questionable의
quality 값을 가지는 송전선로 IED의 GOOSE에 대해 ABB IED는 GOOSE 수신에 실패했다는 이벤트를 전송하고 있었다.
정보연계장치의 경우 IED의 quality 값이 비정상일 때는 데이터를 bad로 처리하여 SCADA 전송을 중지하도록 구현되어, 이 경우 GE IED의
데이터를 SCADA에 전송 못 하는 것으로 확인되었다.
IEC 61850 규격에 따르면 quality가 invalid 즉 “0100000000000” 일 때를 제외하고, questionable “1100000000000”은
정상데이터와 같다는 의미로 간주할 수 있어 비록 GE IED의 quality 값의 표현이 이상하더라도 이를 수신하는 IED 또는 운영장치가 정상 동작해야
할 것으로 여겨진다. 하지만 이에 대한 해석이 강제사항이 아니므로 멀티벤더 제품으로 구성된 디지털변전소를 구축하는 전력회사 입장에서는 이에 대한 상호운용성의
문제가 있음을 인지하고 이를 사전에 검증할 수 있는 시험과정이 필수적으로 필요하다는 결론을 내릴 수 있다.
2.2 디지털변전소 상호운용성 검증방안 설계
본 논문에서 분석한 디지털변전소 장애로 인한 상호운용성의 문제를 네트워크 통신트래픽 증가로 인한 변전시스템의 건전성 검증과 IEC 61850 국제표준의
해석차이로 인한 호환성 검증으로 구분하여 다음과 같은 디지털변전소 상호운용성 검증방안을 설계하였다.
디지털변전소의 GOOSE는 통신계층에서 L2 계층(Mac주소 계층)의 브로드캐스팅 전송방식을 가지고 있어 네트워크에 GOOSE가 증가할수록 수신하는
IED는 처리속도가 느려질 수밖에 없고, 본 논문에서 분석한 것처럼 네트워크 스위치에 의한 무한 반복 전송이 되기 쉽다.
2.2.1 시험시나리오 1
첫 번째 시험방안은 네트워크에 대규모의 GOOSE가 유입되었을 때 IED의 GOOSE 수신이 정상적으로 이루어지는지를 검증하는 것이며, 시험에 참여하는
IED의 GOOSE 수신실패 표현 기능을 GOOSE 트래픽 부하를 가변하면서 확인한다. 그림 5는 네트워크 부하(GOOSE) 증가에 따른 GOOSE 수신실패를 감시하는 시험의 구성도를 나타낸다. 시험에 필요한 통신트래픽을 주입할 수 있는 SA(Substation
Automation) 트러블 모의장치와 통신 과부하 시에 IED의 GOOSE 처리를 확인할 수 있는 가상서버가 준비된다.
Fig. 5. Testing configuration of system integrity under heavy traffic
(1) 시험자는 상태 데이터와 Quality 값 각 1개로 구성된 각기 다른 CID 파일 2개를 준비하고, 이를 가상서버 2개에 설정하여 네트워크에
2개의 GOOSE 메시지를 전송한다. 이때 GOOSE 메시지의 전송 간격은 2초로 한다.
(2) 시험에 참여하는 모든 IED는 가상서버로부터 전송되는 GOOSE를 수신하도록 설정하고, GOOSE 수신이 실패하는 경우 내부의 데이터객체(GGIO,
LGOS 등)를 통해 표현하도록 하고 이를 MMS 리포트로 전송할 수 있도록 설정한다.
(3) 시험에 참여하는 운영장치는 IED의 GOOSE 수신을 감시할 수 있는 MMS 리포트와 가상서버가 GOOSE로 송신하는 데이터와 같은 데이터를
수신할 수 있는 MMS 리포트를 수신하여 이벤트 처리할 수 있도록 각 IED의 RCB(Report Control Block)를 설정한다.
(4) 모든 IED는 GOOSE 수신실패가 없음을 MMS 리포트로 전송하고, 운영장치는 현재 가상서버가 MMS 리포트로 보내오는 데이터 값을 SCADA(또는
단선도)에 보여준다.
(5) SA트러블 모의장치(또는 네트워크 부하발생기)는 일반 브로드캐스팅 부하를 네트워크 트래픽 용량의 20%만큼 발생한다.
(6) 모든 IED는 GOOSE 수신실패에 대한 MMS 리포트를 전송하고, 운영장치는 현재 가상서버가 MMS 리포트로 보내오는 데이터 값을 SCADA(또는
단선도)에 보여준다.
(7) 가상서버 1대는 데이터를 변화하여 GOOSE 이벤트 및 MMS 리포트(데이터 변화)를 발생한다.
(8) 모든 IED는 가상서버의 GOOSE 이벤트로 수신한 데이터 값을 자신의 데이터 값으로 보여준다.
(9) 운영장치와 IED의 통신연결 상태를 확인하고, 네트워크 분석기를 통해 가상서버의 GOOSE 전송 IED의 GOOSE 이벤트 발생 여부와 발생시간을
기록한다.
(10) 가상서버의 GOOSE 이벤트가 확인되면 모든 IED(이벤트 제공 IED 제외)의 GOOSE 매핑 데이터의 값을 확인하고 해당 데이터의 Time-stamp를
기록한다.
(11) 모든 IED는 GOOSE 수신실패 여부를 MMS 리포트로 전송한다.
(12) 시험에 참여하는 운영장치는 모든 IED의 GOOSE 수신실패 여부와 MMS Report로부터 받은 가상서버의 데이터를 표시한다.
(13) SA트러블 모의장치(또는 네트워크 부하발생기)는 일반 브로드캐스팅 부하 발생을 중지하고, (6)∼(12) 과정을 반복한다.
(14) 과정(5)에서 SA트러블 모의장치(또는 네트워크 부하발생기)는 GOOSE 부하를 네트워크 트래픽 용량의 10%만큼 발생하고 (6)∼(12)
과정을 반복한다.
(15) 과정(5)에서 SA트러블 모의장치(또는 네트워크 부하발생기)는 GOOSE 부하를 네트워크 트래픽 용량의 20%만큼 발생하고 (6)∼(12)
과정을 반복한다.
(16) 과정(5)에서 SA트러블 모의장치(또는 네트워크 부하발생기)는 GOOSE 부하를 네트워크 트래픽 용량의 30%만큼 발생하고 (6)∼(12)
과정을 반복한다.
2.2.2 시험시나리오 1 판정기준
⦁ (10)과정에서 IED의 GOOSE 매핑데이터 값은 GOOSE 이벤트 데이터와 같아야 한다. 가상서버의 첫 번째 GOOSE 이벤트 발생시간과,
이를 수신하는 IED의 매핑된 데이터의 Time-stamp가 100[ms] 이내여야 한다.
⦁ (11)과정에서 IED의 GOOSE 수신실패에 대한 MMS 리포트는 없어야 하며, 운영장치는 현재 IED의 GOOSE 수신실패 정보를 정확히 보여주어야
한다. 단 제작별로 기능 구현에 따라 20% 일반 브로드캐스팅 부하 트래픽 주입 시 (11)과정에서 GOOSE 수신실패에 대한 MMS 리포트 전송
또는 통신자체를 블록하면 (10)과정을 생략하고 성공한 것으로 간주한다.
⦁ (13)과정에서 모든 IED는 (10)과 (11)의 판정 기준을 만족해야 한다.
⦁ (14)과정에서 모든 IED는 (10)과 (11)의 판정 기준을 만족해야 한다.
⦁ (15)과정과 (16)과정의 수행을 통해 판정한 (10)과 (11)의 경우에는 IED의 GOOSE 처리 성능으로 기록한다.
2.2.3 시험시나리오 2
두 번째 시험방안은 디지털변전소를 구성하는 IED와 운영장치가 다른 IED로부터 GOOSE 이벤트 또는 MMS report를 수신할 때 데이터와 쌍을
이루는 품질데이터(quality)의 값에 따라 데이터 처리 여부를 검증하여 IEC 61850 데이터 해석차로 인한 상호운용성 문제를 사전에 걸러내고자
한다.
그림 6은 시험시나리오 2의 순서도를 나타낸다.
Fig. 6. Flowchart of test scenario 2
(1-4) 첫 번째 시험구성과 동일
(5) 가상서버 1대는 quality를 정상(0000000000000)값을 가지고 데이터를 변화하여 GOOSE 이벤트 및 MMS 리포트(데이터 변화)를
발생한다.
(6) 모든 IED는 가상서버의 GOOSE 이벤트로 수신한 데이터 값을 자신의 데이터 값으로 보여준다.
(7) 네트워크 분석기를 통해 가상서버의 GOOSE 전송 IED의 GOOSE 이벤트 발생 여부와 발생시간을 기록한다.
(8) 가상서버의 GOOSE 이벤트가 확인되면 클라이언트 기능을 통해 모든 IED(이벤트 제공 IED 제외)의 품질데이터와 GOOSE 매핑 데이터의
값을 확인하고 해당 데이터의 Time-stamp를 기록한다.
(9) 시험에 참여하는 운영장치는 모든 IED의 GOOSE 수신실패 여부와 MMS Report로부터 받은 가상서버의 데이터를 표시한다.
(10) 가상서버 1대는 quality를 questionable(1100000000000) 값을 가지고 데이터를 변화하여 GOOSE 이벤트 및 MMS
리포트(데이터 변화)를 발생하고 (6)∼(9)과정을 반복한다.
(11) 가상서버 1대는 quality를 invalid + inaccurate (0100000001000) 값을 가지고 데이터를 변화하여 GOOSE
이벤트 및 MMS 리포트(데이터 변화)를 발생하고 (6)∼(9)과정을 반복한다.
(12) 모든 운영장치가 IED의 GOOSE 수신실패 기능을 확인할 때까지 (3)∼(8)과정을 반복한다.
2.2.4 시험시나리오 2 판정기준
- quality의 정상(0000000000000)값 기준
⦁ (8)과정에서 모든 IED는 가상서버의 GOOSE 이벤트로 수신한 데이터와 같은 값을 자신의 데이터 값으로 보여주고, 이때 quality는 정상(0000000000000)으로
표시한다.
⦁ (9)과정에서 IED는 GOOSE 수신실패에 대한 MMS Report 이벤트를 발생하지 않고, 운영장치는 가상서버에서 MMS 리포트로 받은 데이터와
같은 값을 SCADA(또는 단선도)에 보여준다.
- quality의 questionable(1100000000000) 값
⦁ (8)과정에서 모든 IED는 가상서버의 GOOSE 이벤트로 수신한 데이터와 같은 값을 자신의 데이터 값으로 보여주고, 이때 quality는 정상(0000000000000)
또는 제작사가 제시하는 값으로 표시한다.
⦁ (9)과정에서 IED는 GOOSE 수신실패에 대한 MMS Report 이벤트를 발생하지 않고, 운영장치는 가상서버에서 MMS 리포트로 받은 데이터와
같은 값을 SCADA(또는 단선도)에 보여준다.
- quality의 invalid+inaccurate(0100000001000) 값
⦁ (8)과정에서 모든 IED는 가상서버의 GOOSE 이벤트로 수신한 데이터와 같은 값을 자신의 데이터 값으로 보여주고, 이때 quality는 bad로
표시하거나, 가상서버의 GOOSE 이벤트로 수신한 데이터 이전의 값을 유지하고 quality는 정상 또는 제작사가 제시한 값을 가진다.
⦁ (9)과정에서 가상서버 IED의 데이터 값을 받아드리는 IED는 GOOSE 수신실패에 대한 MMS Report 이벤트를 발생하지 않아야 하며,
가상서버 IED의 데이터 값을 버리는 IED는 GOOSE 수신실패에 대한 MMS Report 이벤트를 발생해야 한다. 운영장치는 가상서버에서 MMS
리포트로 받은 데이터를 무시하고 이전 값과 동일하게 SCADA(또는 단선도)에 보여준다.
2.3 디지털변전소 상호운용성 시험환경 구축
본 논문에서 제시한 디지털변전소 상호운용성 검증방안을 실제 국내 디지털변전소 상황에 맞게 적용하기 위해 상호운용성 시험환경을 구축하였다.
그림 7은 구축된 디지털변전소 시험환경을 나타낸다. 현재 한전 154kV 디지털변전소에 설치되어 운용 중인 15개 IED 제작사와 6개 운영장치 제작사의
각 장치를 변전소 현장과 같은 네트워크 시스템으로 구성하였고, 시험대상이 되는 장치의 IEC 61850 데이터와 서비스를 수집할 수 있는 통신 미러링과
네트워크 분석시스템을 설치하였다. 또한, 검증방안의 시험시나리오를 실행하기 위한 가상서버와 네트워크 부하발생기가 시험환경에 설치되었으며, 6개 운영장치의
동작화면을 동시에 모니터링하고 시험결과를 확인할 수 있는 시험편의 환경을 갖추고 있다.
Fig. 7. Construction of Interoperability test-bed for digital substation
2.4 사례적용 및 분석
네트워크에 대규모의 GOOSE가 유입되었을 때 IED의 GOOSE 수신이 정상적으로 이루어지는지를 검증하는 시험을 구축한 시험환경에서 시행한 결과,
국내 디지털변전소를 운영하기 위한 필수 조건인 10% GOOSE 주입 조건에 대하여 표 1과 같은 결과를 얻었다. 시험에 참여한 15개 IED 제작사 중 2개사는 GOOSE 처리기능이 없고 시험 중에 하드웨어 불량이 발생하여 시험이 불가능하였으며
시험판정 조건에 만족한 IED는 약 40%인 6개사였고, 다른 7개 제작사의 경우 네트워크에 GOOSE 트래픽이 증가하는 경우 가상서버가 보내는 GOOSE를
수신하지 못하는 것으로 확인되었다.
Table 1. Result of test scenario 1
|
구분(GOOSE 10%)
|
성 공
|
실 패
|
보 류
|
제 외
|
|
IED
|
6
|
6
|
1
|
2
|
|
결과(%)
|
40
|
40
|
6.7
|
13.3
|
두 번째 품질데이터(quality)의 값에 따라 IED와 운영장치의 데이터 처리 여부를 검증하는 상호운용성 시험의 결과는
표 2와 같다.
IED의 경우 하드웨어 고장으로 인한 2개 제작사를 제외하고 약 66.7%에 해당하는 10개 제작사가 시험판정 조건을 만족했으나 3개 IED의 경우는
품질데이터를 해석하는 설정 방법을 제작사가 모르거나 기능 구현이 없어 정확한 판정이 어려웠다.
Table 2. Result of test scenario 1
|
구 분
|
성 공
|
실 패
|
보 류
|
제 외
|
|
IED
|
10
|
|
3
|
2
|
|
결과(%)
|
66.7
|
|
20
|
13.3
|
|
|
|
|
|
|
|
구 분
|
성 공
|
실 패
|
보 류
|
제 외
|
|
운영장치
|
4
|
1
|
1
|
|
|
결과(%)
|
66.7
|
16.6
|
16.6
|
|
운영장치의 경우 1개사는 questionable 값을 Invalid로 처리하여 SCADA에 데이터를 전송하지 못하였고, 1개사는 품질데이터를 매핑하는
과정에서 오류가 발생하여 시험판정이 불가능하였다. 2개의 시험결과를 통해 본 연구에서 제시하는 디지털변전소 상호운용성 검증방안이 실제 현장에서 사용하는
IED와 운영장치가 네트워크 건전성과 데이터 해석상의 상호호환성에서 일부 문제가 있음을 확인할 수 있었고, 시험결과는 제작사에 제공하여 현재 기능을
보완 중이다.
3. 결 론
디지털변전소의 핵심이 되는 IEC 61850 국제규격이 전 세계 모든 제작사 제품이 같은 기능을 가질 것이라는 생각은 국내 디지털변전소의 최초 운전부터
잘못되었다는 것이 현실화되었으며, 다수의 제작사가 참여하는 국내현실을 반영하면 이와 같은 상호운용성의 문제를 변전소 현장에서 해결하는 현재의 방법은
큰 비용과 시간을 소비할 수밖에 없어 디지털변전소의 확대를 지연시키고 전력계통의 디지털변환에 대한 신뢰를 저하하는 원인이 되었다. 하지만 본 논문이
제시하는 디지털변전소 상호운용성 검증방안은 실제 운전 중인 변전소 현장에서 발생하는 장애 요인을 분석하여 IEC 61850 데이터와 통신장애에 대한
멀티벤더 장치간의 호환성을 실험실 수준에서 사전 검증할 방법으로 국내와 같이 다수 제작사가 참여하는 디지털변전소를 구축할 때 매우 효과적인 검증방법임이
사례를 통해 증명되었다.
따라서 본 논문의 상호운용성 검증방안을 제작사 등록시험에 반영하여 새로운 장치 추가도입 또는 기존 장치의 업그레이드 시 동일 문제가 현장에서 반복적으로
발생하는 것을 방지할 계획이며, 이를 통해 디지털변전소를 보다 안정적으로 운영하게 하여 154kV 기설변전소를 디지털화하고 345kV 변전소로 확대하는
정책을 가속할 계획이다.
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Testing of Intelligent Electronic Device(IED) in a digital substation, IET journals
Jang Byungtae, Abubakari Alidu, Kim Namdae, 2018, An Approach to checking the Consistency
of Utility defined Substation Engineering Data in IEC 61850 SCL, IEEE Reginon 10 Conference
Biography
He was born in Korea in 1973.
He received his B.S., M.S. and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from Myoungji
University, Korea, in 1998, 2001, and 2011, respectively.
From 2004 to 2006, he was a junior researcher at LS Industrial Systems.
He has worked at KEPCO Research Institute since 2006 and is currently a senior researcher.
His research interests include IEC 61850, SAS, and Power restoration.
He is a member of the KIEE, KIIEE and IEC TC57 WG10.
He was born in Korea in 1988.
He received his B.S. and M.S. degrees in Electrical Engineering from Incheon National
University, Korea, in 2013 and 2015.
He has worked at KEPCO Research Institute since 2015 and is currently a senior researcher.
His research interests include IEC 61850, SA, and RTDS.
He is a member of the KIEE, KIIEE and IEC TC57 WG10.
He was born in Korea in 1989.
He received his B.S. and M.S. degrees in Electrical Engineering from Gangneung -Wonju
National University, Wonju, Korea, in 2014 and 2016.
He has worked on his Ph.D. in the Department of Electrical Engineering at Gangneung-Wonju
National University since 2016.
From 2015 to 2018, he was a junior researcher at ENTEC.
He has worked at KEPCO Research Institute since 2019 and is currently a researcher.
His research interests include SAS, IED, and Protection & Control.
He is a member of the KIEE and KIIEE.