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초록

영어

The power industry is undergoing a rapid transformation with the adoption of smart grid standards, advanced communication infrastructure, and new technologies for distributed power. MVDC (Medium Voltage Direct Current) technology plays a vital role in promoting efficient energy transmission and reducing greenhouse gas emissions, necessitating a structured architecture for stable management. This paper implements services defined in IEC 61850 and IEC 62541, defining a Virtual Manufacturing Device (VMD) to objectify the DTS (Digital Twin System). The VMD abstracts essential functions for control and monitoring, which are realized in DTS to enhance capabilities. The objectified DTS data facilitates server-client data exchange. Additionally, the proposed DTS-MS communication protocol defines transmitted data in JSON for remote access, providing node functionality for MVDC testing environments. The paper analyzes reference models for Digital Twin, proposes an Ethernet-based DTS architecture using international standards, and verifies the real-time performance improvements of the proposed system through mathematical simulations.

한국어

전력 산업은 스마트그리드 표준체계의 도입과 분산전력 기술 등 신기술의 도입으로 인해 급격한 변화를 겪고 있다. 이 중 중전압 직류 기술은 에너지 효율 향상과 온실가스 감축에 중요한 역할을 하며, 이를 안정적으로 관리하 기 위한 체계적인 아키텍처 구축이 필수적이다. 본 연구에서는 IEC 61850과 IEC 62541 표준에 정의된 서비스를 구 현하고, DTS(Digital Twin System)의 객체화를 위한 VMD (Virtual Manufacturing Device)를 정의하였다. VMD 는 제어 및 모니터링에 필요한 기능과 객체를 추상화 하기위해 구현되며, 이는 역량강화를 하기위한 DTS의 객체화 로 반영된다. 운용을 위해 객체화된 DTS 데이터는 서버와 클라이언트 관계로 정보를 주고받게 된다. 객체화된 DTS 데이터는 서버와 클라이언트 간의 데이터 교환을 통해 운용되며, 제안된 DTS-MS 통신 프로토콜은 JSON 형식으로 정의되어 원격에서 데이터를 웹상에서 확인할 수 있게 한다. 이러한 시스템은 MVDC 시험평가망 구축 이후 DTS에 서 Node 기능을 제공할 수 있도록 설계되었다. 본 논문은 MVDC 시스템의 연계 및 관리 운용을 위해 기존 디지털 트윈 참조 모델을 분석하고, 국제 표준 체계를 활용하여 이더넷 기반의 DTS 아키텍처를 위한 데이터 모델링을 제안하였다. 수학적 시뮬레이션을 통해 제안된 시스 템이 실시간 운용에 미치는 영향을 분석하고, 성능 향상을 검증하였다.

목차

요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 관련연구
2.1. MVDC 기반 DTS 시스템
2.2. IEC 62541 및 OPC-UA
2.3. IEC61850에 따른 MMS 매핑
Ⅲ. IEC61850 및 IEC 62541기반 데이터 모델링 구조 설계
3.1 전처리 매핑
3.2 DTS 데이터 모델링 설계
Ⅳ. 구현 및 성능평가
4.1 시뮬레이션 환경 및 구현
4.2 시간지연 분석 및 성능평가
Ⅴ. 결론 및 향후과제
References

키워드

중전압직류(MVDC) 국제산업표준IEC 61850/62541 데이터 모델링 DTS(Digital Twin 기반 교육 시스템) DTS-MS(DTS-Message Specification) VMD DTS(Digital Twin based Training System) MVDC(Medium Voltage Direct Current) DM IEC 61850/ 62541 DTS(Digital Twin based Training System) VMD(virtual manufacture device)

저자

• 임채영 [ Chae-Young Lim | 정회원, 고등기술연구원 플랜트엔지니어링본부 선임연구원 ] 교신저자
• 박영수 [ Yeong-Su Park | 정회원, 고등기술연구원플랜트엔지니어링본부수석연구원 ] 공동저자

참고문헌

발행기관

간행물