블록체인 기반의 키 갱신을 이용한 이종 전력망 인터록 문제 해결

Abstract

전력망의 특성상 장애가 발생하면 고장 부위는 빠르게 격리되어야 하고, 장애 복구 인원의 안전이 담보 될 수 있어야 한다. 최근 친환경 에너지 자원 개발에 힘입어 태양광이나 풍력 발전과 같은 분산 전원의 보급이 빠르게 늘고 있고, 이러한 분산전원이 중앙 집중식 전력망에 유입될 때, 전력망에서 발생하는 장애에 효과적으로 대처 하기가 갈수록 어려워 지고 있다. 분산 전원이 유입된 전력망의 효과적인 장애 통재를 위해서는 전력망 토폴로지와 장애 위치 파악이 요구되며, 적응형 보호체계는 통신 시스템을 도입하여 이러한 요구사항을 만족시키고 있다. 적응형 보호에서 사용되는 통신 규격으로는 대표적인 산업용 통신 규격인 모드버스, 변전 자동화 표준 규격인 IEC 61850이 이용되고 있다. 그러나, 이러한 산업용 통신 규격은 마스터-슬레이브 구조를 채택하고 있어 장치간 데이터 동기화 문제로 토폴로지의 변화 인지, 고장 인지, 격리에 소요되는 시간이 매번 달라질 수 밖에 없다. 본 연구에서는 블록체인의 분산 원장기술을 적용하여 기존의 통신 규격으로 인한 데이터 동기화 문제를 해결하고자 한다. 본 연구에서 제안하는 블록체인기반의 적응형 보호시스템은 이종 전력망의 토폴로지의 변화, 고장 인지의 지연 시간을 평준화 할 수 있고, 스마트 컨트랙트를 이용하여 종단 장치에서의 자율적인 보호 제어 조치로 고장 발생과 고장 격리간 통신 지연을 경감 할 수 있다.

Increasing distributed generation penetration in power-grid, adaptive protection is being studied for efficient protection of grid-connected microgrids. The aim of this study is modeling protection behavior and simplifying the information delivery path to adaptive protection. We built blockchain-based adaptive protection by Ethereum and we compared the information transfer time between agents to the Modbus-based adaptive protection system. In blockchain-based adaptive protection, the information delivery time between agents took about 300 msec, and Modbus-based took about 1000 msec. This proves the blockchain-based adaptive protection is fully usable as adaptive protection. Adaptive protection behavior was modeled by distributed application, and collect agent's information and control agent's action by pre-inputted protection profiles.The introduction of edge-computing through blockchain in the adaptive protection area improves response time and saves bandwidth. In addition, the possibility of decentralization in industrial systems could be identified.