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KR102081218B1 - Digital twin device - Google Patents

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Publication number
KR102081218B1
KR102081218B1 KR1020180030967A KR20180030967A KR102081218B1 KR 102081218 B1 KR102081218 B1 KR 102081218B1 KR 1020180030967 A KR1020180030967 A KR 1020180030967A KR 20180030967 A KR20180030967 A KR 20180030967A KR 102081218 B1 KR102081218 B1 KR 102081218B1
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KR
South Korea
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parameter
power
analysis target
unit
pattern
Prior art date
Application number
KR1020180030967A
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김구환
류준우
김현웅
이일봉
차지원
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주식회사 그리드위즈
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Publication date
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Abstract

본 발명의 디지털 트윈 장치는 분석 대상의 전력 관련 파라미터를 설정하는 설정 유니트; 상기 파라미터를 이용해서 상기 분석 대상의 전력 관리 데이터를 생성하는 생성 유니트;를 포함할 수 있다.The digital twin device of the present invention comprises: a setting unit for setting a power related parameter of an analysis target; It may include; generating unit for generating the power management data of the analysis target by using the parameter.

Description

디지털 트윈 장치{DIGITAL TWIN DEVICE}Digital Twin Device {DIGITAL TWIN DEVICE}

본 발명은 현실 세계의 에너지 관리 시스템을 가상 세계에 구현하는 디지털 트윈 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a digital twin device for implementing a real-world energy management system in a virtual world.

에너지 관리 시스템의 안전 정책을 수립하기 위해서는 에너지 관리 시스템을 테스트할 필요가 있다. 그러나, 안전 문제 등의 이유로 현실 세계에서 에너지 관리 시스템을 직접 테스트하는 것이 여의치 않다.To establish a safety policy for an energy management system, it is necessary to test the energy management system. However, it is not practical to test the energy management system directly in the real world for safety reasons.

따라서, 안전이 보장되는 환경에서 에너지 관리 시스템을 테스트할 수 있는 수단이 요구된다.Thus, there is a need for means to test energy management systems in a safe environment.

한국등록특허공보 제1645689호에는 전력 수요의 절감량에 따라 전력 시장 가격의 전망 및 변동 이익을 자동으로 예측하는 기술이 개시되고 있다. 그러나, 각 전력 시스템의 전력 사용 상태를 가상 현실에서 테스트하는 내용은 나타나지 않고 있다.Korean Patent Publication No. 1645689 discloses a technology for automatically predicting an outlook for a power market price and a variable profit according to a reduction in power demand. However, the testing of the power usage of each power system in virtual reality has not appeared.

한국등록특허공보 제1645689호Korea Patent Publication No. 1645689

본 발명은 전력 시스템의 전력 사용 상태를 가상 환경에서 테스트하는 디지털 트윈 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a digital twin device for testing a power usage state of a power system in a virtual environment.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Could be.

본 발명의 디지털 트윈 장치는 분석 대상의 전력 관련 파라미터를 설정하는 설정 유니트; 상기 파라미터를 이용해서 상기 분석 대상의 전력 관리 데이터를 생성하는 생성 유니트;를 포함할 수 있다.The digital twin device of the present invention comprises: a setting unit for setting a power related parameter of an analysis target; It may include; generating unit for generating the power management data of the analysis target by using the parameter.

본 발명의 디지털 트윈 장치는 전력 시스템의 전력 사용 상태를 가상의 트윈 환경에서 테스트할 수 있다.The digital twin device of the present invention can test the power usage of the power system in a virtual twin environment.

가상의 트윈 환경을 이용해서 각종 전력 시스템이 테스트되므로, 안전 문제의 염려가 없으며 전력 시스템에 대한 다양한 테스트가 가능하다. 또한, 장래의 전력 사용량 패턴 등이 사전에 파악되므로 장래의 전력 계획의 수립이 가능하다.Power systems are tested using a virtual twin environment, so there are no safety concerns and a variety of tests on power systems. In addition, since future power usage patterns are identified in advance, it is possible to establish future power plans.

도 1은 본 발명의 디지털 트윈 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 분석 대상의 파라미터를 나타낸 개략도이다.
도 3은 생성 유니트에서 생성된 아이디얼 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 4는 소모 수단의 동작 확률 모형을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 디지털 트윈 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 디지털 트윈 장치를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 디지털 트윈 장치를 나타낸 블록도이다.
1 is a block diagram showing a digital twin device of the present invention.
2 is a schematic diagram showing parameters of an analysis target.
3 is a graph showing an ideal pattern generated in the generation unit.
4 is a graph showing an operation probability model of the consumption means.
5 is a flowchart illustrating a digital twin method of the present invention.
6 is a block diagram showing another digital twin device of the present invention.
7 is a block diagram showing another digital twin device of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명의 디지털 트윈 장치를 나타낸 블록도이다. 도 2는 분석 대상의 파라미터를 나타낸 개략도이다.1 is a block diagram showing a digital twin device of the present invention. 2 is a schematic diagram showing parameters of an analysis target.

전력 생산 시설의 증설, 전력 저장 시설의 증설, 전력 라인의 추가 증설, 전기 요금의 책정, 전력 시장 입찰, 전력 안전 정책 등의 각종 전력 정책을 수립하기 위해서는 전력을 소모하거나 생산하는 노드(분석 대상)를 대상으로 하는 다양한 테스트가 요구된다. 그러나, 안전 문제로 인해 실제의 분석 대상에 대해 다양한 테스트를 수행하기 어렵다.Nodes that consume or produce electricity in order to establish various power policies, such as the expansion of electric power production facilities, the expansion of electric power storage facilities, the additional electric power lines, the establishment of electric bills, the bidding of electric power markets, and the electric power safety policy. Various tests are required. However, due to safety concerns, it is difficult to perform various tests on the actual analysis target.

일 예로, 분석 대상이 주택인 경우를 가정한다. 주택 내에 전력을 소모하는 A 가전 기기, B 가전 기기가 존재할 수 있다. 이때, A 가전 기기의 사용 패턴에 따른 분석 대상의 전력 사용량을 테스트하기 위해서는 A 가전 기기를 다양한 사용 패턴으로 운용해야 한다. 그러나, 그 과정에서 A 가전 기기에 걸리는 과부하로 인해 A 가전 기기가 훼손되거나, 심지어 합선 등으로 인해 화재가 발생될 수 있다. 결과적으로, 안전 문제로 인해 실제의 분석 대상에 대해 다양한 테스트를 수행할 수 없다. 따라서, 다양한 테스트가 요구되는 전력 정책의 수립이 어려운 것이 현실이다.For example, assume that the analysis target is a house. There may be A home appliances and B home appliances that consume power in a house. At this time, in order to test the power consumption of the analysis target according to the usage pattern of the A home appliance, the A home appliance should be operated in various usage patterns. However, in the process, the A home appliance may be damaged due to an overload on the A home appliance, or even a fire may be caused by a short circuit. As a result, due to safety concerns, various tests cannot be performed on the actual analyte. Therefore, it is difficult to establish a power policy that requires various tests.

기설계된 전력 정책이 원활하게 수행되는지 여부를 파악하기 위한 테스트, 각종 전력 정책 수립에 필요한 테스트를 정상적으로 수행하기 위해 안전 문제로부터 자유로운 테스트 환경이 요구된다.A test environment free from safety problems is required to perform a test to determine whether a pre-designed power policy is executed smoothly and to perform tests necessary for establishing various power policies.

본 발명의 디지털 트윈 장치는 안전 문제로부터 자유로운 테스트 환경을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 디지털 트윈 장치는 분석 대상의 테스트 환경을 가상의 트윈 환경에 구축할 수 있다. 실제의 분석 대상은 가상의 트윈 환경에 모의적으로 구축될 수 있다.The digital twin device of the present invention is to provide a test environment free from safety issues. The digital twin device of the present invention can build a test environment for analysis in a virtual twin environment. The actual analysis target can be simulated in a virtual twin environment.

도 1에 도시된 디지털 트윈 장치는 설정 유니트(110, 130, 150) 및 생성 유니트(170)를 포함할 수 있다.The digital twin apparatus shown in FIG. 1 may include setting units 110, 130, and 150 and a generating unit 170.

가상 환경에 분석 대상을 구축하기 위해, 설정 유니트는 분석 대상의 전력 관련 파라미터를 설정할 수 있다.In order to build the analysis target in the virtual environment, the setting unit may set power related parameters of the analysis target.

생성 유니트(170)는 설정 유니트에서 설정된 파라미터를 이용해서 분석 대상의 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The generation unit 170 may generate power management data of the analysis target by using the parameter set in the setting unit.

설정 유니트 및 생성 유니트(170)에 따르면, 현실 속 분석 대상과 흡사한 환경이 프로그램 세계에 구축되고, 현실에서 발생될 수 있는 전력 안전 상황이 가상 환경에서 시뮬레이션될 수 있다.According to the setting unit and the generating unit 170, an environment similar to the actual analysis target may be established in the program world, and a power safety situation that may occur in the reality may be simulated in the virtual environment.

일 예로, 설정 유니트는 현실 파라미터 설정부(110), 사용자 파라미터 설정부(130), 이벤트 파라미터 설정부(150)를 포함할 수 있다.For example, the setting unit may include a real parameter setting unit 110, a user parameter setting unit 130, and an event parameter setting unit 150.

가정, 공장, 건물 등의 분석 대상에는 전력을 소모하는 가전 기기 등의 소모 수단, 소모 수단에 전력을 공급하는 공급 수단이 마련될 수 있다. 이때, 현실 파라미터 설정부(110)는 공급 수단에 대한 현실 파라미터를 설정할 수 있다. 소모 수단은 가전 기기 등과 같이 전력을 플러스적으로 소모하는 전력 소비 수단, 태양광 발전 기기와 같이 전력을 마이너스적으로 소모하는 전력 생산 수단을 포함할 수 있다.Analysis targets of homes, factories, buildings, etc. may be provided with a consumption means such as a home appliance that consumes power, and a supply means for supplying power to the consumption means. In this case, the reality parameter setting unit 110 may set the reality parameter for the supply means. The power consumption means may include power consumption means for consuming power positively, such as home appliances, and power generation means for negatively consuming power, such as photovoltaic devices.

예를 들어, 현실 파라미터 설정부(110)는 공급 수단의 기준 전압(220V 또는 110V), 분전반 배선수, 배선 종류, 릴레이 기준값(차단 용량), 차단기 용량, 변압기 임피던스, 각 콘센트 별로 분전반까지의 배선 길이와 선로 임피던스, 배선 절연 저항 등의 현실 파라미터를 설정할 수 있다. 현실 파라미터는 도 2에서 메인 차단기, 분기 차단기#1, 릴레이#1, 콘센트#1, 콘센트#3, 분기 차단기#2, 릴레이#2, 콘센트#3, 분기 차단기#3, 릴레이#3, 콘센트#4, 콘센트#5의 각 임피던스, 기준 전압, 기준값을 포함할 수 있다. 또한, 현실 파라미터는 도 2에서 굵은 점 간의 선로 임피던스를 포함할 수 있다.For example, the actual parameter setting unit 110 may supply the reference voltage (220V or 110V) of the supply means, the number of distribution board wiring lines, the wiring type, the relay reference value (breaking capacity), the circuit breaker capacity, the transformer impedance, and the distribution boards for each outlet. Actual parameters such as length, line impedance and wiring insulation resistance can be set. The reality parameters are main breaker, branch breaker # 1, relay # 1, outlet # 1, outlet # 3, branch breaker # 2, relay # 2, outlet # 3, branch breaker # 3, relay # 3, outlet # in FIG. 4, each of the outlet # 5 may include an impedance, a reference voltage, and a reference value. In addition, the reality parameter may include the line impedance between the bold points in FIG. 2.

현실 파라미터는 분석 대상으로부터 제공되거나, 분석 대상에 공급 수단을 설비한 사업자로부터 디폴트 값으로 제공될 수 있다.The actual parameter may be provided from an analysis target or may be provided as a default value from a provider equipped with a supply means in the analysis target.

사용자 파라미터 설정부(130)는 현실 파라미터를 기초로 사용자 파라미터를 설정할 수 있다. 사용자 파라미터 설정부(130)는 공급 수단에 연결된 소모 수단의 종류, 각 소모 수단의 소비 전력, 역률, 각 소모 수단에 연결된 콘센트 위치, 소모 수단의 배선 연결 방법(단상, 3상) 등의 사용자 파라미터를 설정할 수 있다. 사용자 파라미터는 도 2에서 LCD 모니터, PC(포스기), 형광등#1, 형광등#2, 램프등#1, 에어컨#1, 형광등#3, 냉장고#1, 오븐#1, 냉장고#2, 믹서기#1, 전자렌즈#1, LCD TV#1, 형광등#4, 커피머신#1, LCD TV#2, 형광등#5, 에어컨#2의 종류, 소비 전력, 연결된 콘센트 종류를 포함할 수 있다.The user parameter setting unit 130 may set a user parameter based on the reality parameter. The user parameter setting unit 130 includes user parameters such as the type of power consumption means connected to the supply means, the power consumption of each power consumption means, the power factor, the location of the outlet connected to each power consumption means, and the wiring connection method of the power consumption means (single phase and three phase). Can be set. User parameters in Figure 2 LCD monitor, PC (force), fluorescent lamp # 1, fluorescent lamp # 2, lamp lamp # 1, air conditioner # 1, fluorescent lamp # 3, refrigerator # 1, oven # 1, refrigerator # 2, mixer # 1, the electronic lens # 1, LCD TV # 1, fluorescent lamp # 4, coffee machine # 1, LCD TV # 2, fluorescent lamp # 5, air conditioner # 2, power consumption, may be connected to the type of outlet.

다음의 표 1은 사용자 파라미터의 일 예를 나타낸다.Table 1 below shows an example of user parameters.

가전기기 종류Appliance type 연결타입Connection type 콘센트연결위치Outlet connection location 역률Power factor 소비전력Power Consumption PCPC 단상phase 2번 콘센트Outlet 2 0.980.98 500kW500 kW 에어컨air conditioner 3상3 phase 3번 콘센트Outlet 3 0.90.9 1000kW1000 kW

이벤트 파라미터 설정부(150)는 현실 파라미터 및 사용자 파라미터를 기초로 이벤트 파라미터를 설정할 수 있다. 이벤트 파라미터 설정부(150)는 설정 시간별 소모 수단의 사용 여부, 각 소모 수단의 사용 확률, 소모 수단의 최소 사용 시간, 소모 수단의 최대 사용 시간, 소모 수단의 사용 회수 등의 이벤트 파라미터를 설정할 수 있다.The event parameter setting unit 150 may set the event parameter based on the reality parameter and the user parameter. The event parameter setting unit 150 may set event parameters such as whether to use the consumption means for each set time, the probability of using each of the consumption means, the minimum usage time of the consumption means, the maximum usage time of the consumption means, and the number of times of the consumption means. .

생성 유니트(170)는 현실 파라미터, 사용자 파라미터, 이벤트 파라미터를 모두 이용해서 분석 대상의 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다. 현실 파라미터 및 사용자 파라미터는 기구 특성과 관련된 파라미터로 변동이 크지 않은 반면, 이벤트 파라미터는 사용자의 생활 패턴, 사용자의 상태에 따라 큰 폭으로 변동될 수 있다.The generation unit 170 may generate power management data of the analysis target using all of the real parameters, the user parameters, and the event parameters. The reality parameter and the user parameter are parameters that are related to the instrument characteristics, and the fluctuations of the event parameters are largely changed according to the user's life pattern and the user's condition.

실제 분석 대상의 사용 패턴에 이벤트 파라미터가 수렴되도록, 이벤트 파라미터 설정부(150)는 제1 설정부(151) 및 제2 설정부(152)를 포함할 수 있다. 생성 유니트(170)는 제1 설정부(151)에 연결된 제1 생성부(171), 제2 설정부(152)에 연결된 제2 생성부(172)를 포함할 수 있다.The event parameter setting unit 150 may include a first setting unit 151 and a second setting unit 152 so that the event parameter converges to a usage pattern of the actual analysis target. The generation unit 170 may include a first generation unit 171 connected to the first setting unit 151 and a second generation unit 172 connected to the second setting unit 152.

제1 생성부(171)는 해당 시간(t)의 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 제1 생성부(171)는 특정 시각의 전압, 전류, 하모닉스, 저항성 누설 전류, 용량성 누설 전류 등의 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The first generator 171 may generate power management data of a corresponding time t. For example, the first generator 171 may generate power management data such as voltage, current, harmonics, resistive leakage current, and capacitive leakage current at a specific time.

제2 생성부(172)는 해당 분석 구간(t ~ t+n)의 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다. 일 예로, 제2 생성부(172)는 매 초 단위의 전압, 전류, 하모닉스, 저항성 누설 전류, 용량성 누설 전류 등의 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The second generator 172 may generate power management data of the corresponding analysis section t to t + n. For example, the second generator 172 may generate power management data such as voltage, current, harmonics, resistive leakage current, capacitive leakage current, etc., every second.

제1 설정부(151)는 결정론적 방법(Deterministic Method)에 따라 이벤트 파라미터를 설정할 수 있다. 구체적으로, 제1 설정부(151)는 설정 시간에 대한 소모 수단의 사용 여부를 확정적으로 설정할 수 있다. 제1 설정부(151)는 시간에 따라 각 소모 수단의 동작 여부를 설정할 수 있다.The first setting unit 151 may set an event parameter according to a deterministic method. In detail, the first setting unit 151 may determine whether to use the consumption means for the setting time. The first setting unit 151 may set whether or not each consumption means operates over time.

제1 생성부(171)는 설정 시간대의 이벤트 파라미터를 확정해놓고 현실 파라미터 및 사용자 파라미터를 참조해서 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다. 제1 생성부(171)는 결정론적으로 생성된 시나리오에 맞는 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The first generation unit 171 may determine the event parameter of the set time zone and generate power management data with reference to the real parameter and the user parameter. The first generator 171 may generate power management data corresponding to a deterministically generated scenario.

일 예로, 제1 설정부(151)는 오전 9시에 에어컨을 사용 중이라는 이벤트 파라미터를 설정하고, 제1 생성부(171)는 에어컨의 사용자 파라미터, 에어컨에 연결된 공급 수단의 현실 파라미터를 이용해서 분석 대상의 오전 9시 전력 사용량 등을 생성할 수 있다.For example, the first setting unit 151 sets an event parameter indicating that the air conditioner is in use at 9 am, and the first generating unit 171 uses a user parameter of the air conditioner and a reality parameter of a supply means connected to the air conditioner. You can generate power consumption at 9:00 am for analysis.

제2 설정부(152)는 확률론적 방법(Stochastic Method)에 따라 이벤트 파라미터를 설정할 수 있다. 구체적으로, 제2 설정부(152)는 분석 대상의 사용 패턴을 확률적으로 정의하여 이벤트 파라미터에 해당하는 이벤트 발생 시나리오를 생성할 수 있다. 제2 설정부(152)는 제1 설정부(151)로 입력되는 결정 요소들을 특정 패턴, 확률에 맞게 생성하여 입력할 수 있다. 제2 설정부(152)는 각 소모 수단의 시간 단위별 턴 온(turn on) 확률(사용 확률), 사용시 최소/최대 사용 시간, 하루 최소 턴 온 회수 등을 결정할 수 있다.The second setting unit 152 may set an event parameter according to a stochastic method. In detail, the second setting unit 152 may generate an event occurrence scenario corresponding to an event parameter by probabilistically defining a usage pattern of an analysis target. The second setting unit 152 may generate and input decision elements input to the first setting unit 151 according to a specific pattern and probability. The second setting unit 152 may determine a turn on probability (use probability), a minimum / maximum use time, a minimum turn-on times per day, and the like, for each consumption unit.

제2 생성부(172)는 확률론적으로 생성된 시나리오에 맞는 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The second generator 172 may generate power management data corresponding to a probabilistic generated scenario.

일 예로, 제2 설정부(152)는 오전 9시부터 9시 5분 사이에 에어컨 사용 확률을 10%로 설정할 수 있다. 제2 생성부(172)는 오전 9시부터 9시 5분 사이에 10%의 확률로 에어컨의 사용 여부를 시뮬레이션하고, 확률에 따라 에어컨 사용이 결정된 경우 에어컨의 최소 사용 시간과 최대 사용 시간 사이의 선택값으로 에어컨의 사용 시간을 시뮬레이션할 수 있다.For example, the second setting unit 152 may set the air conditioner use probability to 10% between 9 AM and 9:05 AM. The second generation unit 172 simulates the use of the air conditioner with a 10% probability between 9 am and 9:05 am, and if the air conditioner is determined according to the probability, between the minimum use time and the maximum use time of the air conditioner. Optionally, the air conditioning time can be simulated.

분석 대상에 결정론적 방법을 적용할 경우, 특정 수단에 대한 모의가 편리하다. 반면, 장시간의 모의를 진행하기에는 결정해야 하는 이벤트 파라미터가 지나치게 많은 부담이 있다. 또한, 현실적으로 사용자의 패턴이 매일 똑같을 수 없으므로, 장시간 모의에서 현실적인 전력 사용 패턴의 변화를 반영하기 위해서는 이벤트 파라미터를 확률 모형화하는 확률론적 방법이 적용되는 것이 좋다.When deterministic methods are applied to analytical objects, it is convenient to simulate specific means. On the other hand, there are too many event parameters that need to be determined for a long simulation. In addition, since the user's pattern may not be the same every day in reality, a probabilistic method of probabilistic modeling event parameters is preferably applied in order to reflect a realistic change in the power usage pattern in a long time simulation.

제1 설정부(151) 및 제1 생성부(171)는 사용자가 원하는 상황만을 특정하여 가상의 트윈 환경에서 전력 안전 상황을 시뮬레이션할 수 있다. 따라서, 제1 설정부(151) 및 제1 생성부(171)는 분석 대상의 단기 모의에 적용되는 것이 좋다.The first setter 151 and the first generator 171 may simulate a power safety situation in a virtual twin environment by specifying only a situation desired by a user. Therefore, the first setting unit 151 and the first generation unit 171 may be applied to short-term simulation of the analysis target.

제2 설정부(152)는 전력 사용 환경, 즉 이벤트 파라미터를 확률 모형화할 수 있다. 제2 생성부(172)는 트윈 환경에서 다양한 확률 조합에 따른 전력 안전 상황을 모의할 수 있다. 따라서, 전력 안전 정책을 장기 모의할 경우, 확률 조합으로 생성된 다양한 전력 상황에서 안전 정책의 적용/수행 결과가 효과적으로 모의될 수 있다.The second setting unit 152 may probabilistic model the power usage environment, that is, the event parameter. The second generator 172 may simulate a power safety situation according to various probability combinations in a twin environment. Therefore, in the long-term simulation of the power safety policy, the application / enforcement result of the safety policy can be effectively simulated in various power situations generated by the probability combination.

생성 유니트(170)는 파라미터를 이용해서 분석 대상의 전력 사용량 패턴을 시뮬레이션할 수 있다. 생성 유니트(170)는 시뮬레이션된 전력 사용량 패턴에 해당하는 아이디얼 패턴에 따라 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The generation unit 170 may simulate the power usage pattern of the analysis target by using the parameter. The generation unit 170 may generate power management data according to an ideal pattern corresponding to the simulated power usage pattern.

도 3은 생성 유니트(170)에서 생성된 아이디얼 패턴을 나타낸 그래프이다.3 is a graph illustrating an ideal pattern generated by the generation unit 170.

도 3의 아이디얼 패턴은 설정 날짜의 분석 대상의 전력 사용량 패턴을 나타낸 것으로, 제2 설정부(152)에서 설정된 이벤트 파라미터에 의해 제2 생성부(172)에 의해 생성된 것일 수 있다.The ideal pattern of FIG. 3 illustrates a power usage pattern of an analysis target of a setting date, and may be generated by the second generation unit 172 by an event parameter set by the second setting unit 152.

제2 생성부(172)는 아이디얼 패턴을 이용해서, 분석 대상의 전체 전력 사용량, 시간대별 전력 사용량, 시간대별 사용되는 소모 수단 종류 등의 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The second generation unit 172 may generate power management data such as total power usage of the analysis target, power usage for each time zone, and type of consumption means used for each time zone, using the ideal pattern.

도 4는 소모 수단의 동작 확률 모형을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing an operation probability model of the consumption means.

제2 설정부(152)는 도 4와 같이 각 소모 수단, 예를 들어 가전 기기 A의 시간대별 동작 확률을 설정할 수 있다. 제2 설정부(152)는 일단 동작이 개시(턴 온)된 각 소모 수단의 최소 사용 시간 및 최대 사용 시간을 설정할 수 있다. 도 4의 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 가선 기기 A의 사용 확률을 나타낸다. 세로축의 10은 100%를 나타낸다.As illustrated in FIG. 4, the second setting unit 152 may set an operation probability of each time-consuming means, for example, the home appliance A. The second setting unit 152 may set the minimum usage time and the maximum usage time of each of the consumption means once the operation is started (turned on). The horizontal axis of FIG. 4 shows time, and the vertical axis shows the use probability of the household apparatus A. FIG. 10 on the vertical axis represents 100%.

소모 수단의 동작 확률, 최소 사용 시간, 최대 사용 시간을 입수한 제2 생성부(172)는 동작 확률에 따라 각 소모 수단의 턴 온 여부를 시뮬레이션하고, 동작 확률에 따라 턴 온된 각 소모 수단의 사용 시간을 최소 사용 시간과 최대 사용 시간 사이에서 결정할 수 있다. 제2 생성부(172)는 결정된 내용을 이용해서 도 3의 아이디얼 패턴을 생성할 수 있다.The second generation unit 172 having obtained the operation probability, the minimum use time, and the maximum use time of the consumption means simulates whether each consumption means is turned on according to the operation probability, and uses each turned means turned on according to the operation probability. The time can be determined between the minimum and maximum usage time. The second generator 172 may generate the ideal pattern of FIG. 3 using the determined contents.

도 5는 본 발명의 디지털 트윈 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5에 도시된 디지털 트윈 방법은 도 1의 디지털 트윈 장치의 동작으로 설명될 수 있다.5 is a flowchart illustrating a digital twin method of the present invention. The digital twin method illustrated in FIG. 5 may be described as an operation of the digital twin device of FIG. 1.

먼저, 현실 파라미터 설정부(110)에 의해 현실 파라미터가 설정될 수 있다(S 510). 현실 파라미터의 설정에 의해 분석 대상에 설비된 각종 분전반, 배선, 콘센트 등의 전기적 특성이 컴퓨터로 구동되는 가상의 트윈 환경에 구축될 수 있다.First, the reality parameter may be set by the reality parameter setting unit 110 (S510). By setting the actual parameters, electrical characteristics such as various distribution boards, wirings, and outlets installed in the analysis target may be constructed in a virtual twin environment driven by a computer.

사용자 파라미터 설정부(130)에 의해 사용자 파라미터가 설정될 수 있다(S 520). 사용자 파라미터의 설정에 의해 분석 대상에 사용자가 설치한 각종 가전 기기, 발전 기기 등의 전기적 특성이 가상의 트윈 환경에 구축될 수 있다.The user parameter may be set by the user parameter setting unit 130 (S520). By setting the user parameters, electrical characteristics of various home appliances, power generation devices, etc. installed by the user on the analysis target may be built in the virtual twin environment.

이벤트 파라미터 설정부(150)에 의해 이벤트 파라미터가 설정될 수 있다(S 530). 이벤트 파라미터의 설정에 의해 분석 대상에 마련된 가전 기기, 발전 기기 등의 시간별 동작 유무가 가상의 트윈 환경에 구축될 수 있다. 이벤트 파라미터는 분석 대상에 대한 사용자의 전력 사용 패턴에 따라 변경될 수 있다.The event parameter may be set by the event parameter setting unit 150 (S530). By setting the event parameters, the presence or absence of hourly operation of home appliances, power generation appliances, and the like provided in the analysis target may be constructed in the virtual twin environment. The event parameter may be changed according to the power usage pattern of the user for the analysis target.

생성 유니트(170)에 의해 분석 대상의 전력 사용량 패턴이 도 3 및 도 4와 같이 시뮬레이션되며, 생성 유니트(170)는 전력 사용량 패턴 등을 이용해서 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The power usage pattern of the analysis target is simulated by the generation unit 170 as shown in FIGS. 3 and 4, and the generation unit 170 may generate power management data using the power usage pattern.

생성 유니트(170)에서 생성된 전력 관리 데이터는 각종 전력 정책, 안전 정책의 수립에 이용될 수 있다.The power management data generated by the generation unit 170 may be used to establish various power policies and safety policies.

실제 상황에 수렴하는 전력 관리 데이터가 획득되기 위해서는 각종 파라미터의 정확도가 보장되어야 한다.The accuracy of various parameters must be ensured in order to obtain power management data that converges to the actual situation.

분석 대상에 분전반 등의 공급 수단을 설비한 사업자 등으로부터 제공된 디폴트값이 현실 파라미터로 이용될 수 있다. 가전 기기 등의 소모 수단의 제조업자로부터 제공된 디폴트값이 사용자 파라미터로 이용될 수 있다. 그런데, 실제의 분석 대상의 경우, 전력 기기, 가전 기기의 노후화 등으로 인해 디폴트값과 차이를 보일 수 있다. 그 결과, 생성 유니트(170)에서 생성된 전력 관리 데이터는 실제의 분석 대상의 전력 관련 측정 데이터와 큰 차이를 나타낼 수 있다.The default value provided from a business entity equipped with a supply means such as a distribution board and the like to be analyzed may be used as a real parameter. Default values provided from the manufacturer of the consumable means such as a home appliance can be used as the user parameter. However, the actual analysis target may show a difference from the default value due to the aging of the power device and the home appliance. As a result, the power management data generated by the generation unit 170 may exhibit a large difference from the power related measurement data of the actual analysis target.

시뮬레이션된 전력 관리 데이터가 실제의 측정 데이터에 수렴하도록, 딥러닝 기법 등이 적용될 수 있는데, 문제는 학습에 필요한 데이터 자체가 거의 전무하다는 것이다. 그 결과, 정답을 모르니, 맞다 틀리다에 대한 학습 자체가 불가능하다.Deep learning techniques, etc., can be applied so that the simulated power management data converges to the actual measurement data. The problem is that almost no data is required for learning. As a result, they don't know the correct answer, so learning about what's right is wrong.

본 발명의 디지털 트윈 장치는 시뮬레이션된 전력 관리 데이터를 실제의 측정 데이터에 수렴시키는 보정 유니트(210, 230, 250)를 포함할 수 있다.The digital twin device of the present invention may include correction units 210, 230, 250 for converging the simulated power management data to the actual measurement data.

보정 유니트는 전력 관리 데이터 또는 분석 대상의 전력 관련 측정 데이터를 이용해서 각종 파라미터를 역생성하거나 보정할 수 있다. 파라미터는 상수와 변수를 포함할 수 있는데, 보정 유니트는 전력 관리 데이터가 분석 대상의 전력 관련 측정 데이터에 수렴하도록, 파라미터의 변수를 역생성하거나 보정할 수 있다.The calibration unit may inversely generate or correct various parameters by using the power management data or the power-related measurement data of the analysis target. The parameter may include a constant and a variable, wherein the calibration unit may inverse or correct the variable of the parameter such that the power management data converges to the power related measurement data of the analyte.

생성 유니트(170)는 보정 유니트에서 역생성되거나 보정된 파라미터를 이용해서 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The generation unit 170 may generate power management data by using the parameters which are generated or corrected in the correction unit.

도 6은 본 발명의 다른 디지털 트윈 장치를 나타낸 블록도이다.6 is a block diagram showing another digital twin device of the present invention.

보정 유니트는 분석 대상의 전력 관련 측정 데이터를 이용해서 파라미터를 역생성하는 역생성부(210)를 포함할 수 있다. 역생성부(210)는 아이디얼 패턴을 생성하는 생성 유니트(170)의 역함수를 포함할 수 있다.The calibration unit may include an inverse generator 210 which inversely generates a parameter by using power-related measurement data of an analysis target. The inverse generator 210 may include an inverse function of the generation unit 170 that generates an ideal pattern.

역생성부(210)는 전력 관련 측정 데이터를 이용해서 분석 대상의 실제 전력 사용량 패턴에 해당하는 리얼 패턴 real을 파악할 수 있다. 역생성부(210)는 리얼 패턴 real을 이용해서 파라미터를 역생성할 수 있다.The inverse generation unit 210 may determine the real pattern real corresponding to the actual power usage pattern of the analysis target using the power-related measurement data. The inverse generator 210 may inversely generate a parameter using the real pattern real.

역생성부(210)에 따르면, 다양한 분석 대상에 대해서 분석이 가능하며, 특히, 현실에 부합하는 사용자 파라미터 또는 이벤트 파라미터가 생성될 수 있다. 역생성부(210)에 의해 역생성된 현실 파라미터 d, 사용자 파라미터 u, 이벤트 파라미터 e는 현실 파라미터 설정부(110), 사용자 파라미터 설정부(130), 이벤트 파라미터 설정부(150)로 각각 전달될 수 있다. 생성 유니트(170)는 역생성된 각 파라미터를 이용해서 아이디얼 패턴을 시뮬레이션할 수 있다.According to the inverse generator 210, the analysis may be performed on various analysis targets, and in particular, a user parameter or an event parameter may be generated according to the reality. The reality parameter d, the user parameter u, and the event parameter e, which are inversely generated by the inverse generator 210, are transmitted to the reality parameter setting unit 110, the user parameter setting unit 130, and the event parameter setting unit 150, respectively. Can be. The generating unit 170 may simulate the ideal pattern using each of the inversely generated parameters.

도 7은 본 발명의 또 다른 디지털 트윈 장치를 나타낸 블록도이다.7 is a block diagram showing another digital twin device of the present invention.

보정 유니트는 생성 유니트(170)로부터 출력된 아이디얼 패턴 ideal과 실제의 리얼 패턴 real을 비교하는 비교부(230), 비교부(230)의 비교 결과를 이용해 파라미터의 보정값을 산출하는 보정부(250)를 포함할 수 있다.The correction unit includes a comparator 250 that compares the ideal pattern ideal output from the generation unit 170 with the actual real pattern real, and a compensator 250 that calculates a parameter correction value using the comparison result of the comparator 230. ) May be included.

비교부(230)는 아이디얼 패턴과 리얼 패턴 간의 차이값을 산출하고, 보정부(250)는 차이값이 0이 되도록, 아이디얼 패턴에 적용된 파라미터의 보정값을 산출할 수 있다.The comparison unit 230 may calculate a difference value between the ideal pattern and the real pattern, and the correction unit 250 may calculate a correction value of the parameter applied to the ideal pattern such that the difference value is zero.

일 예로, 보정부(250)는 현실 파라미터의 보정값 Δd, 사용자 파라미터의 보정값 Δu, 이벤트 파라미터의 보정값 Δe를 생성할 수 있다.For example, the correction unit 250 may generate a correction value Δd of the actual parameter, a correction value Δu of the user parameter, and a correction value Δe of the event parameter.

현실 파라미터 설정부(110)는 현실 파라미터의 보정값 Δd를 이용해서 현실 파라미터를 보정할 수 있다.The reality parameter setting unit 110 may correct the reality parameter using the correction value Δd of the reality parameter.

사용자 파라미터 설정부(130)는 사용자 파라미터의 보정값 Δu를 이용해서 사용자 파라미터를 보정할 수 있다.The user parameter setting unit 130 may correct the user parameter by using the correction value Δu of the user parameter.

이벤트 파라미터 설정부(150)는 이벤트 파라미터의 보정값 Δe를 이용해서 이벤트 파라미터를 보정할 수 있다.The event parameter setting unit 150 may correct the event parameter by using the correction value Δe of the event parameter.

아이디얼 패턴 ideal을 생성하는 생성 유니트(170)는 보정부(250)에 의해 피드백 제어될 수 있다. 피드백 제어된 생성 유니트(170)는 리얼 패턴 real에 수렴하는 아이디얼 패턴 ideal을 생성할 수 있으며, 해당 아이디얼 패턴 ideal을 이용해서 실제 상황에 수렴하는 정확한 전력 관리 데이터를 생성할 수 있다.The generating unit 170 for generating the ideal pattern ideal may be feedback controlled by the correction unit 250. The feedback-controlled generation unit 170 may generate an ideal pattern ideal that converges to the real pattern real, and generate accurate power management data that converges to the actual situation using the ideal pattern ideal.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.

110...현실 파라미터 설정부 130...사용자 파라미터 설정부
150...이벤트 파라미터 설정부 151...제1 설정부
152...제2 설정부 170...생성 유니트
171...제1 생성부 172...제2 생성부
210...역생성부 230...비교부
250...보정부
110 ... Real parameter setting section 130 ... User parameter setting section
150 ... Event parameter setting section 151 ... First setting section
152 ... Second setting part 170 ... Generation unit
171 ... first generator 172 ... second generator
210 ... Inverse Generation 230 ... Comparison
250 ... Government

Claims (5)

분석 대상의 전력 관련 파라미터를 설정하는 설정 유니트;
상기 파라미터를 이용해서 상기 분석 대상의 전력 관리 데이터를 생성하는 생성 유니트;
상기 전력 관리 데이터 또는 상기 분석 대상의 전력 관련 측정 데이터를 이용해서 상기 파라미터를 역생성하거나 보정하는 보정 유니트;
를 포함하고,
상기 설정 유니트는 상기 분석 대상에 설치된 공급 수단과 관련된 현실 파라미터, 상기 분석 대상에 설치된 소모 수단과 관련된 사용자 파라미터, 상기 소모 수단의 사용 패턴과 관련된 이벤트 파라미터를 설정하고,
상기 설정 유니트는 제1 설정부와 제2 설정부를 포함하며,
상기 제1 설정부는 설정 시간에 대한 상기 소모 수단의 사용 여부를 확정적으로 설정하고,
상기 제2 설정부는 시간대별 동작 확률과 최소 사용 시간과 최대 사용 시간을 이용해서 상기 소모 수단의 사용 패턴을 설정하며,
상기 생성 유니트는 제1 생성부와 제2 생성부를 포함하고,
상기 제1 생성부는 설정 시간대의 이벤트 파라미터를 확정해 놓고 상기 현실 파라미터 및 상기 사용자 파라미터를 이용해서 상기 전력 관리 데이터를 생성하고,
상기 제2 생성부는 상기 동작 확률에 따라 상기 소모 수단의 턴 온 여부를 시뮬레이션하고, 상기 동작 확률에 따라 턴 온된 상기 소모 수단의 사용 시간을 상기 최소 사용 시간과 상기 최대 사용 시간 사이에서 결정하고, 결정된 사용 시간을 이용해서 상기 전력 관리 데이터를 생성하며,
상기 생성 유니트는 상기 보정 유니트에서 역생성되거나 보정된 상기 파라미터를 이용해서 상기 전력 관리 데이터를 생성하며,
상기 생성 유니트는 역생성된 상기 파라미터를 이용해서 아이디얼 패턴을 시뮬레이션 하고,
상기 보정 유니트는 상기 분석 대상의 전력 관련 측정 데이터를 이용해서 상기 파라미터를 역생성하는 역생성부가 마련되고,
상기 역생성부는 상기 측정 데이터를 이용해서 상기 분석 대상의 실제 전력 사용량 패턴에 해당하는 리얼 패턴을 파악하며, 상기 리얼 패턴을 이용해서 상기 파라미터를 역생성하며,
상기 보정 유니트는 상기 생성 유니트로부터 출력된 아이디얼 패턴과 실제의 리얼 패턴을 비교하는 비교부, 상기 비교부의 비교 결과를 이용해서 상기 파라미터의 보정값을 산출하는 보정부가 마련되고,
상기 아이디얼 패턴은 상기 생성 유니트에서 시뮬레이션된 상기 분석 대상의 전력 사용량 패턴을 포함하며,
상기 리얼 패턴은 상기 분석 대상의 전력 관련 측정 데이터를 이용해서 파악된 상기 분석 대상의 실제 전력 사용량 패턴을 포함하는 디지털 트윈 장치.
A setting unit for setting a power related parameter of an analysis target;
A generating unit for generating power management data of the analysis target using the parameter;
A correction unit for inversely generating or correcting the parameter by using the power management data or the power-related measurement data of the analysis target;
Including,
The setting unit sets a reality parameter associated with a supply means installed in the analysis target, a user parameter associated with a consumption means installed in the analysis target, an event parameter associated with a usage pattern of the consumption means,
The setting unit includes a first setting unit and a second setting unit,
The first setting unit determines whether or not to use the consumption means for a predetermined time,
The second setting unit sets a usage pattern of the consumption means by using an operation probability for each time zone, a minimum use time and a maximum use time,
The generating unit includes a first generating unit and a second generating unit,
The first generation unit determines an event parameter of a set time zone and generates the power management data using the reality parameter and the user parameter.
The second generator simulates whether the consumption means is turned on according to the operation probability, and determines a use time of the consumption means turned on according to the operation probability between the minimum use time and the maximum use time, The power management data is generated using the usage time;
The generating unit generates the power management data by using the parameters which are inversely generated or corrected in the correction unit,
The generating unit simulates an ideal pattern using the inversely generated parameter,
The correction unit is provided with an inverse generation unit for inversely generating the parameter by using the power-related measurement data of the analysis target,
The inverse generation unit detects a real pattern corresponding to the actual power usage pattern of the analysis target by using the measured data, and inversely generates the parameter by using the real pattern,
The correction unit includes a comparator for comparing the ideal pattern output from the generation unit with an actual real pattern, and a compensator for calculating a correction value of the parameter using a comparison result of the comparator,
The ideal pattern includes a power usage pattern of the analysis target simulated in the generation unit,
The real pattern is a digital twin device including the actual power usage pattern of the analysis target identified using the power-related measurement data of the analysis target.
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