엣지 인텔리전스가 AIS CT의 디지털 전환을 주도합니다: 새로운 전력 시스템을 위한 전통적 및 스마트 그리드와의 호환성
I. 프로젝트 배경
신형 전력 시스템의 동적 모니터링 정확성, 장비 호환성 및 데이터 지능에 대한 요구가 증가함에 따라, 전통적인 공기절연 스위치장치(AIS) 전류변환기(CTs)는 다음과 같은 돌파구를 달성하기 위해 디지털 변환이 절실하게 필요합니다:
- 호환성 충돌: 전통적인 아날로그 변전소와 디지털 변전소를 동시에 지원할 필요가 있습니다.
- 정확성 병목: PMU(상자 측정 장치) 동기화 정확성이 부족하여 동적 과정 분석이 제한됩니다.
- 데이터 홍수: 원시 샘플 값의 전송이 채널 대역폭의 90% 이상을 차지합니다.
II. 핵심 기술 솔루션
1. 듀얼 모드 출력 인터페이스 구조
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출력 모드 |
기술 매개변수 |
응용 사례 |
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전통적인 아날로그 |
5A/1A, 정확도 클래스 0.2S |
보호 장치, 기계식 계량기 접근 |
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디지털 출력 |
IEC 61850-9-2 LE 샘플 값(SV), 4000 Hz |
합성 장치(MU), PMU 집중 분석 |
- 혁신: 자기적으로 격리된 이중 와인딩 설계를 채택하여 디지털/아날로그 신호 간섭을 피하고, 전체 범위 오차 < ±0.1%를 달성합니다.
2. 마이크로초(μs) 수준 시간 동기화 시스템
3. 엣지 컴퓨팅 지능형 단말기
* 하드웨어 구성:
* 듀얼코어 ARM Cortex-M7 프로세서 @ 480MHz
* 128KB SRAM + 4MB 플래시 저장소
* 현지 분석 기능:
* 고조파 왜곡률(THD) 계산(THD ≤ 1.5%일 때 ±0.2% 정확도)
* 3상 불균형 분석(응답 시간 < 20ms)
* 부하 파형 특징 추출(압축 비율 7:1)
* 데이터 전송 최적화: 특징 데이터만 업로드하여 대역폭 사용량을 70% 감소시킵니다.
III. 변환 구현 경로
디지털 변환을 위한 3단계 구현 계획
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단계 |
활동 |
타임라인, 노력(분기-인원) |
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장치 레이어 개조 |
전통적인 CT 교체 |
2025 Q1, 6qp |
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광섬유 네트워크 배포 |
2025 Q2, 4qp |
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시스템 레이어 업그레이드 |
MU 데이터 접근 |
2025 Q3, 3qp |
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엣지 컴퓨팅 구성 |
2025 Q4, 2qp |
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고급 애플리케이션 |
PMU 동적 모니터링 |
2026 Q1, 4qp |
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AI 부하 예측 |
2026 Q2, 6qp |
(qp = 분기-인원 노력을 나타내는 단위)
IV. 기술적 및 경제적 이점
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지표 |
개조 전 |
개조 후 |
개선사항 |
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데이터 수집 차원 |
6개 매개변수 |
27+ 특징 |
350% 증가 |
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PMU 동기화 정확성 |
10 μs |
0.8 μs |
12.5배 개선 |
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데이터 전송 양 |
12 Mbps/장치 |
3.6 Mbps/장치 |
70% 감소 |
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고장 진단 응답 시간 |
300 ms |
45 ms |
85% 개선 |
투자 회수 계산:
- 단일 베이 개조 비용: ¥48,000
- 연간 유지보수 비용 절감: ¥18,000
- 설비 확장 절감: ¥50,000 (3년 기간)
- 정태적 회수 기간: 2.7년 < 목표 3년
V. 대표적인 적용 사례
- 재생 에너지 발전소 그리드 연결 포인트
- 풍력/태양광 발전량의 초당 변동을 캡처합니다.
- 고조파 위반 시 자동으로 SVG(정적 VAR 생성기) 트리거합니다.
- 도시 부하 중심 변전소
- 엣지 컴퓨팅 기반 동적 용량 확장.
- 0.1초 내에 임펄스 부하 식별.
- 전통적인 변전소 지능형 개조
- 기존 보호 회로 유지.
- 새로운 광섬유 디지털 채널 추가.
