IEC 61850은 어떤 용도로 사용되나요?

이는 디지털 변전소에서 머징 유닛(Merging Units), IED(지능형 전자 장치) 및 변전소 수준의 HMI와 같은 2차 장비 간의 통신에 사용됩니다. 이 기술은 프로세스 수준의 유선 구리 연결을 이더넷 기반 데이터 교환으로 대체하여, 모니터링, 제어, 보호 및 자동화 기능을 지원합니다.

IEC 61850는 프로토콜인가, 표준인가?

IEC 61850는 단일 프로토콜이 아닌 표준입니다. 이 표준은 여러 통신 프로토콜(MMS, GOOSE, 샘플링 값), 공통 데이터 모델 및 변전소 자동화를 위한 엔지니어링 프로세스를 규정하고 있습니다.

IEC 61850 MMS와 GOOSE의 차이점은 무엇인가요?

MMS는 모니터링 및 제어를 위한 클라이언트-서버 통신을 처리합니다. 즉, SCADA 시스템과 IED 간에 측정값을 읽어들여, 명령을 내리고, 파일을 교환하는 역할을 합니다. GOOSE는 보호 장치 간의 피어 투 피어(peer-to-peer) 통신을 처리합니다. 이는 트립, 인터로킹 및 기타 보호 기능을 위한 빠르고 이벤트 기반의 메시징을 제공합니다.

IEC 61850에서 ‘샘플링 값’이란 무엇인가요?

샘플링 값(SV)은 아날로그 구리 배선을 대체하여, 병합 장치에서 보호 및 제어 장치로 프로세스 버스를 통해 전송되는 디지털화된 전류 및 전압 측정값입니다.

IEC 61850에서 SCL이란 무엇인가요?

SCL(변전소 구성 언어)은 변전소의 장비, 기능 및 통신을 기술하는 XML 기반 언어입니다. 이를 통해 자동화된 엔지니어링, 데이터 모델 교환, 그리고 다양한 도구와 공급업체 간에 일관된 구성이 가능해집니다.

스테이션 버스와 프로세스 버스의 차이점은 무엇인가요?

스테이션 버스는 SCADA, 제어 및 GOOSE 메시징을 위해 베이 수준과 스테이션 수준의 IED를 연결합니다. 프로세스 버스는 변전소(합류 장치, 1차 설비)를 베이 수준과 연결하여 이더넷을 통해 샘플링 값과 GOOSE 신호를 전송합니다.

IEC 61850과 DNP3를 함께 사용할 수 있습니까?

네. 두 프로토콜을 모두 지원하는 플랫폼은 게이트웨이 역할을 수행하여 DNP3와 IEC 61850 간에 데이터와 명령을 변환할 수 있습니다. 이를 통해 전력 회사는 전체 시스템을 교체하지 않고도 기존의 DNP3 장치와 새로운 IEC 61850 장비를 함께 운영할 수 있습니다.

zenon은 IEC 61850을 지원하나요?

네. zenon은 IEC 61850 MMS 클라이언트, MMS 서버 및 GOOSE를 기본적으로 지원합니다. 이 플랫폼의 MMS 클라이언트는 DNV GL로부터 Edition 2.1 인증을 받았으며, 어떤 제조사의 Edition 1, Edition 2 및 Edition 2.1 장치와도 동시 통신이 가능합니다.

Zenon에서 IEC 61850 SCL 파일을 가져올 수 있나요?

네. zenon은 IED나 엔지니어링 도구에서 SCL 파일을 직접 읽어와 HMI 데이터베이스를 자동으로 채우고, 데이터 모델을 기반으로 템플릿 기반의 시각화 화면을 생성합니다.

zenon은 IEC 61850 변전소에서 고가용성을 어떻게 지원합니까?

zenon은 PRP 이중화 네트워크를 통해 모든 이더넷 기반 IEC 61850 서비스를 운영하여 지연 시간 없는 장애 전환을 실현합니다. 또한 핫 스탠바이 서버 이중화 및 예방적 전환 기능을 지원하여 지속적인 운영을 유지합니다.

zenon은 IEC 61850 기반 시스템에서 사이버 보안을 어떻게 지원합니까?

zenon은 IEC 61850 통신 드라이버에 TLS 암호화(IEC 62351-3) 및 ACSE 인증(IEC 62351-4) 기능을 내장하고 있습니다. 또한 IEC 62443-4-1 인증을 받은 보안 개발 라이프사이클에 따라 개발되었습니다.

IEC 61850란 무엇인가 | 변전소 통신 표준

IEC 61850은 디지털 변전소의 자동화 장비를 위한 통신 프로토콜을 정의하는 국제 표준입니다. 이 표준은 유선 구리 연결을 표준화된 이더넷 기반 통신으로 대체하여, 서로 다른 제조사의 장치들이 공통 언어를 사용하여 데이터를 교환할 수 있도록 합니다. 이를 통해 배선 작업을 줄이고, 엔지니어링을 간소화하며, 더 유연하고 상호 운용성이 뛰어난 변전소 설계를 구현할 수 있습니다. COPA-DATA의 zenon 소프트웨어 플랫폼은 IEC 61850을 기본적으로 통합하여 단일 플랫폼에서 HMI, SCADA 및 게이트웨이 기능을 제공하는 시스템의 한 예입니다.

주요 내용

프로세스 버스 수준에서 IEC 61850은 지점 간 구리 배선을 이더넷 기반 통신으로 대체하여 인프라를 간소화하고, 더 유연한 변전소 아키텍처를 가능하게 합니다.
이 표준은 MMS, GOOSE, 샘플링 값(Sampled Values)이라는 세 가지 핵심 통신 서비스를 정의하며, 각 서비스는 변전소 자동화에서 특정 역할을 수행합니다.
서로 다른 공급업체의 장치 간 상호 운용성이 내장되어 있어, 프로토콜 변환기나 맞춤형 엔지니어링이 필요하지 않습니다.
IEC 61850은 진화를 염두에 두고 설계되었으며, Edition 1 및 Edition 2.1 장치가 공존할 수 있어 기존 설비 현대화 프로젝트에 매우 중요합니다.
zenon과 같은 SCADA/HMI 플랫폼에서 IEC 61850을 기본적으로 지원하므로, 전력 회사는 추가 미들웨어 없이도 이 표준의 이점을 최대한 활용할 수 있습니다.

변전소 자동화에서 IEC 61850이 중요한 이유는 무엇인가?

디지털 변전소로의 전환은 신뢰성, 안전성 및 자본 지출에 직접적인 영향을 미치는 전략적 전환입니다. 이 표준은 다음과 같은 세 가지 핵심 운영상의 이점을 제공합니다.

상호 운용성. IEC 61850이 도입되기 전에는 서로 다른 공급업체의 변전소 장비가 각기 다른 독점 프로토콜을 사용했습니다. 지멘스(Siemens) 계전기とABB 계전기를 통합하려면 프로토콜 변환기, 맞춤형 엔지니어링 및 지속적인 유지보수가 필요했습니다. IEC 61850은 공통 데이터 모델과 통신 서비스를 규정함으로써 이 문제를 해결합니다. 이 표준을 준수하는 모든 장치는 다른 준수 장치와 정보를 교환할 수 있습니다.
케이블 및 인프라 감소. 기존 변전소는 장치 간 모든 신호 전송에 구리선을 사용합니다. IEC 61850은 점대점 배선을 이더넷 기반 통신으로 대체합니다. 이를 통해 변전소의 물리적 공간을 줄이고, 자재 비용을 절감하며, 유선 시스템에 내재된 단일 고장 지점을 제거합니다.
미래에 대비한 아키텍처. 이 표준은 지속적인 발전을 염두에 두고 설계되었습니다. 제1판(2004년 발간)과 제2판(2011년 발간, 이후 개정안 2.1이 발표됨)이 모두 활발히 사용되고 있습니다. 올바르게 구현된 IEC 61850 시스템은 두 판본의 장치를 모두 지원하며, 이는 기존 장비가 신규 설비와 공존해야 하는 기존 시설 현대화 프로젝트에 필수적입니다.

IEC 61850에서 정의한 핵심 프로토콜은 무엇입니까?

IEC 61850은 변전소 내의 특정 기능을 위해 각각 설계된 세 가지 주요 통신 서비스를 규정하고 있습니다:

프로토콜	변전소 내 역할
IEC 61850 MMS (제조 메시지 사양)	모니터링 및 제어를 위한 클라이언트-서버 통신. MMS를 통해 SCADA 시스템은 IED로부터 측정값을 읽거나 명령을 내리고, 파일을 교환할 수 있습니다. 이 표준의 Edition 1과 Edition 2.1을 모두 지원합니다.
IEC 61850 GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event)	고속 보호 신호 전달을 위한 피어 투 피어(Peer-to-peer) 통신. GOOSE는 중앙 서버 없이도 트립, 인터로킹 및 기타 보호 기능을 위해 릴레이 간에 신속한 메시지 전송을 가능하게 합니다.
IEC 61850 샘플링 값(SV)	프로세스 버스를 통해 병합 장치(merging unit)에서 보호 및 제어 장치로 디지털화된 전류 및 전압 측정값을 전송합니다. 이는 아날로그 구리 배선을 공유된 디지털 데이터 스트림으로 대체합니다.

이러한 각 프로토콜은 TLS 암호화(IEC 62351-3) 및 인증(IEC 62351-4)을 통해 보안을 강화할 수 있습니다. 또한 PRP(Parallel Redundancy Protocol)와 같은 네트워크 중복성 프로토콜을 사용하여 중요 통신 경로의 제로 타임 페일오버를 보장합니다.

IEC 61850는 어떻게 디지털 변전소를 구현하는가?

IEC 61850은 프로토콜 그 자체를 넘어, 변전소의 설계, 건설 및 운영 방식을 변화시키는 표준화된 엔지니어링 프로세스와 공통 데이터 모델을 도입합니다. 바로 ‘디지털 변전소’입니다.

통합된 데이터 모델 및 엔지니어링 프로세스

IEC 61850은 변전소 전체, 즉 1차 설비, 보호 기능 및 통신 네트워크를 기계가 읽을 수 있는 형식으로 기술하는 변전소 구성 언어(SCL)를 정의합니다. 이를 통해 시스템 통합업체는 다음을 수행할 수 있습니다:

IED 구성 파일에서 장치 기능을 직접 가져올 수 있습니다.
데이터 모델을 기반으로 HMI 및 SCADA 구성을 자동으로 생성할 수 있습니다.
여러 프로젝트에 걸쳐 표준화된 템플릿을 재사용하여 엔지니어링 시간과 오류를 줄일 수 있습니다.

이러한 데이터 중심 접근 방식은 수동적인 점대점 매핑을 대체하며, 대규모 환경에서 다중 벤더 간 상호 운용성을 실질적으로 실현합니다.

IEC 61850는 어떤 솔루션을 가능하게 합니까?

스테이션 제어 및 HMI

제조업체나 프로토콜 버전에 관계없이 모든 IED의 데이터를 표시하는 단일 HMI를 통해 실시간 상황 인지가 가능합니다. 운영자는 역할 기반 접근 제어(RBAC)에 따라 명령을 실행하며, 실제 변전소 토폴로지에 기반한 자동 연동 장치가 안전하지 않은 작동으로부터 장비를 보호합니다.

변전소 게이트웨이

IEC 61850 게이트웨이는 변전소의 내부 프로토콜(MMS, GOOSE, SV)과 상위 제어 센터 프로토콜(IEC 60870-5-101/104, DNP3, ICCP/TASE.2) 간의 중개 역할을 합니다. 이를 통해 지역 및 국가 제어실은 기본 IED의 세부 사항을 파악하지 않고도 변전소 장비를 모니터링하고 제어할 수 있습니다.

GOOSE 통신 모니터링

GOOSE는 피어 투 피어(P2P) 프로토콜이지만, GOOSE 메시지를 수신할 수 있는 HMI/SCADA 플랫폼을 통해 보호 신호를 모니터링하고, 운영자에게 통신 장애를 알리며, 장치 유지보수 시 누락된 메시지를 대체할 수도 있습니다.

PRP를 활용한 고가용성 네트워킹

PRP(Parallel Redundancy Protocol)는 모든 네트워크 구성 요소의 장애 발생 시 원활한 장애 조치(failover)를 제공하는 업계 표준입니다. IEC 61850 MMS 클라이언트 및 서버, GOOSE 등 zenon의 모든 이더넷 기반 통신 프로토콜은 PRP를 기반으로 활용할 수 있습니다.

고장 기록 관리

IED는 전력망 이상 발생 시 고정밀 오실로그라피 데이터를 수집합니다. IEC 61850 표준은 중앙 시스템이 이러한 이상 기록을 수집하고 보관할 수 있도록 하는 파일 전송 메커니즘을 정의하며, 통합된 COMTRADE 뷰어를 통해 HMI에서 해당 기록을 직접 표시할 수 있습니다.

시운전 및 장치 교체

SCL 기반 엔지니어링을 통해 공장 및 현장 인수 테스트를 위한 장치의 가상 시뮬레이션이 가능합니다. 운영 중에는 테스트 모드와 대체 데이터 포인트 드라이버를 사용하여 고장 난 IED를 신속하게 교체할 수 있는 기능 덕분에 가동 중단 시간과 수동 재구성 작업을 줄일 수 있습니다.

IEC 61850 자동화 플랫폼을 선택할 때 어떤 점을 고려해야 할까요?

IEC 61850 프로젝트를 위한 SCADA/HMI 플랫폼을 평가할 때, 해당 표준의 이점을 얼마나 완벽하게 실현할 수 있는지는 몇 가지 기능에 따라 결정됩니다.

네이티브 프로토콜 지원. 플랫폼은 MMS 클라이언트 프로토콜을 포괄적으로 구현해야 합니다. 또한 MMS 서버 및 GOOSE(Publish/Subscribe)도 지원되어야 합니다.
인증. 공인된 시험 기관이 수행하는 Edition 2.1 적합성 테스트와 같은 독립적인 인증은 규격 준수 및 상호 운용성을 보장합니다.
SCL 엔지니어링. SCL 파일을 직접 가져오고, HMI 데이터베이스를 자동으로 채우며, 데이터 모델을 기반으로 시각화 내용을 생성할 수 있는 기능은 수동 매핑을 없애고 오류를 줄여줍니다.
벤더 독립성. 플랫폼은 모든 제조사의 IED에 연결할 수 있어야 하며, Edition 1과 Edition 2.1이 혼합된 환경을 지원해야 합니다.
중복성 및 가용성. PRP 및 HSR 지원은 보호가 중요한 통신이 단일 네트워크 장애에서도 유지되도록 보장합니다.
보안. IEC 62351 표준에 따른 통합 TLS 암호화 및 인증은 데이터 무결성과 기밀성을 보호합니다.
확장성. 이 플랫폼은 아키텍처 변경 없이 소규모 배전 변전소에서 대규모 송전 설비에 이르기까지 확장 가능해야 합니다.

zenon은 IEC 61850을 어떻게 구현합니까?

zenon은 IEC 61850을 애드온이나 미들웨어 계층이 아닌 기본 기능으로 통합합니다. zenon은 MMS 클라이언트, MMS 서버, GOOSE 퍼블리셔/서브스크라이버 등 가장 중요한 변전소 수준 프로토콜을 지원하며, DNV GL로부터 Edition 2.1 인증을 받았습니다(1,000개의 동시 IED에 대해 테스트 완료). 다음은 이것이 실제로 무엇을 의미하는지 자세히 살펴본 내용입니다.

내장형 프로토콜 지원 및 인증

프로토콜	zenon 기능
IEC 61850 MMS 클라이언트	모든 브랜드의 IED에 연결됩니다. Edition 2.1을 준수합니다. 보고를 위한 정적 및 동적 데이터 세트를 지원합니다. DNV GL로부터 Edition 2.1 인증을 받았습니다.
IEC 61850 MMS 서버	상위 시스템(RTU, SCADA 제어실)에 데이터를 제공합니다. 최대의 유연성을 위해 IEC 61131-3(소프트 PLC) 환경에 통합되어 있습니다.
IEC 61850 GOOSE 게시자/구독자	감시를 위해 GOOSE 메시지를 모니터링하며, 구성 요소 장애 시 누락된 GOOSE 메시지를 대체할 수 있습니다. SCL 파일 가져오기를 통해 구성됩니다.

zenon의 모든 이더넷 기반 IEC 61850 서비스는 PRP 중복 네트워크를 통해 작동하여 제로 타임 페일오버를 보장합니다. TLS 암호화(IEC 62351-3) 및 ACSE 인증(IEC 62351-4)이 통신 드라이버에 내장되어 있습니다.

엔지니어링 효율성

zenon은 IED 또는 엔지니어링 도구에서 SCL 파일을 직접 읽어들입니다. 데이터 모델(논리 장치, 논리 노드, 데이터 객체)이 zenon 변수에 자동으로 매핑되므로 수동 태그 생성이 필요하지 않습니다. 표준화된 프로젝트의 경우, SCL 파일에서 단선도, 경보 구성, 측정 표시와 같은 HMI 요소를 자동으로 생성할 수 있습니다. 이를 통해 수동 방식에 비해 프로젝트 엔지니어링 시간을 최대 90%까지 단축할 수 있습니다.

템플릿 기반 엔지니어링을 통해 배포 속도를 더욱 높일 수 있습니다. 한 변전소를 위해 생성된 템플릿을 전체 설비에 걸쳐 재사용할 수 있어 일관성을 보장하고 구성 오류 위험을 줄일 수 있습니다. 또한 zenon의 객체 지향 엔지니어링 환경은 상향식(기존 장치에서 시작) 및 하향식(최상위 시스템 설계에서 시작) 워크플로우를 모두 지원합니다.

확장성 및 투자 안전성

zenon은 피더가 몇 개뿐인 소규모 설치 환경부터 수십만 개의 데이터 포인트를 관리하는 기업급 배포 환경에 이르기까지 확장성이 뛰어납니다. 제조사에 관계없이 Edition 1 및 Edition 2.1 기기를 동일한 프로젝트 내에서 동시에 통합할 수 있습니다. 이를 통해 기존 하드웨어 투자를 보호하고, 전력 회사는 정상적으로 작동하는 장비를 교체하지 않고도 점진적으로 현대화를 진행할 수 있습니다.

플랫폼에는 장기적인 호환성이 내장되어 있습니다. COPA-DATA는 IEC 61850 표준의 발전 동향을 적극적으로 추적하며, 새로운 기능이 발표될 때마다 지속적인 지원을 제공합니다. 플랫폼의 완벽하게 통합된 엔지니어링 및 런타임 환경은 시스템이 확장됨에 따라 운영 노하우가 지속적으로 계승되도록 보장합니다.

통합 운영 및 수명 주기 관리

모든 IEC 61850 구성, HMI 개발 및 SCADA 로직 작업이 단일 엔지니어링 스튜디오 내에서 이루어지므로, 도구 간 전환이 필요하지 않습니다. 운영자는 MMS, GOOSE, DNP3 또는 기타 프로토콜을 통해 수신되는 모든 변전소 데이터를 일관된 HMI를 통해 확인할 수 있습니다. 또한 이 플랫폼에는 통합된 장애 기록 관리, 시운전 지원 및 유지보수 중 가동 중단 시간을 최소화하는 신속한 장치 교체 기능이 포함되어 있습니다.

FAQ: IEC 61850에 관한 자주 묻는 질문

이는 디지털 변전소에서 머징 유닛(Merging Units), IED(지능형 전자 장치) 및 변전소 수준의 HMI와 같은 2차 장비 간의 통신에 사용됩니다. 이 기술은 프로세스 수준의 유선 구리 연결을 이더넷 기반 데이터 교환으로 대체하여, 모니터링, 제어, 보호 및 자동화 기능을 지원합니다.
MMS는 모니터링 및 제어를 위한 클라이언트-서버 통신을 처리합니다. 즉, SCADA 시스템과 IED 간에 측정값을 읽어들여, 명령을 내리고, 파일을 교환하는 역할을 합니다. GOOSE는 보호 장치 간의 피어 투 피어(peer-to-peer) 통신을 처리합니다. 이는 트립, 인터로킹 및 기타 보호 기능을 위한 빠르고 이벤트 기반의 메시징을 제공합니다.
SCL(변전소 구성 언어)은 변전소의 장비, 기능 및 통신을 기술하는 XML 기반 언어입니다. 이를 통해 자동화된 엔지니어링, 데이터 모델 교환, 그리고 다양한 도구와 공급업체 간에 일관된 구성이 가능해집니다.
네. 두 프로토콜을 모두 지원하는 플랫폼은 게이트웨이 역할을 수행하여 DNP3와 IEC 61850 간에 데이터와 명령을 변환할 수 있습니다. 이를 통해 전력 회사는 전체 시스템을 교체하지 않고도 기존의 DNP3 장치와 새로운 IEC 61850 장비를 함께 운영할 수 있습니다.
네. zenon은 IED나 엔지니어링 도구에서 SCL 파일을 직접 읽어와 HMI 데이터베이스를 자동으로 채우고, 데이터 모델을 기반으로 템플릿 기반의 시각화 화면을 생성합니다.
zenon은 IEC 61850 통신 드라이버에 TLS 암호화(IEC 62351-3) 및 ACSE 인증(IEC 62351-4) 기능을 내장하고 있습니다. 또한 IEC 62443-4-1 인증을 받은 보안 개발 라이프사이클에 따라 개발되었습니다.

IEC 61850는 단일 프로토콜이 아닌 표준입니다. 이 표준은 여러 통신 프로토콜(MMS, GOOSE, 샘플링 값), 공통 데이터 모델 및 변전소 자동화를 위한 엔지니어링 프로세스를 규정하고 있습니다.
샘플링 값(SV)은 아날로그 구리 배선을 대체하여, 병합 장치에서 보호 및 제어 장치로 프로세스 버스를 통해 전송되는 디지털화된 전류 및 전압 측정값입니다.
스테이션 버스는 SCADA, 제어 및 GOOSE 메시징을 위해 베이 수준과 스테이션 수준의 IED를 연결합니다. 프로세스 버스는 변전소(합류 장치, 1차 설비)를 베이 수준과 연결하여 이더넷을 통해 샘플링 값과 GOOSE 신호를 전송합니다.
네. zenon은 IEC 61850 MMS 클라이언트, MMS 서버 및 GOOSE를 기본적으로 지원합니다. 이 플랫폼의 MMS 클라이언트는 DNV GL로부터 Edition 2.1 인증을 받았으며, 어떤 제조사의 Edition 1, Edition 2 및 Edition 2.1 장치와도 동시 통신이 가능합니다.
zenon은 PRP 이중화 네트워크를 통해 모든 이더넷 기반 IEC 61850 서비스를 운영하여 지연 시간 없는 장애 전환을 실현합니다. 또한 핫 스탠바이 서버 이중화 및 예방적 전환 기능을 지원하여 지속적인 운영을 유지합니다.

IEC 61850 및 zenon의 향후 동향과 발전

IEC 61850와 zenon의 역할을 분석할 때는 향후 동향과 발전 방향을 염두에 두는 것이 중요합니다. 전력 시스템의 역동성이 증가하고 전력 수요가 확대됨에 따라 요구 사항이 늘어나고 있는 상황에서, 전력 공급업체들은 자산을 미래에 대비하도록 준비하고 운영 효율성을 높여야 합니다. 디지털화된 시스템에서 사이버 보안의 중요성이 커짐에따라 , 전력 산업은 사이버 위협에 대한 보호 조치를 확실히 마련해야 합니다. 또한, 전 세계적으로 지속가능성과 무배출 정책에 대한 관심이 높아짐에 따라, 기존 화석 연료 에너지원을 단계적으로 폐지하고 분산형 재생 에너지로 전환할 필요성이 부각되고 있습니다. zenon은 사용자 인터페이스 개발과 스마트 그리드 솔루션을 개발의 최전선에 두고 있어 이러한 과제를 해결하기에 유리한 위치에 있습니다 . 고객과 IEC 61850, 그리고 zenon의 미래가 어떻게 펼쳐질지 기대가 큽니다.

zenon 내 IEC 61850 관련 드라이버 및 기능의 성능과 구현 적합성에 대한 더 자세한 정보가 필요하시면 당사로 문의해 주시기 바랍니다.

에너지 및 인프라 산업 경영

문의하기

I'm COPA-DATA's AI Assistant and happy to help with general info. Got any questions?

IEC 61850이란 무엇이며, 어떻게 작동하나요?