KR102218748B1 - Operation method of reactive power compensation device - Google Patents

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KR102218748B1
KR102218748B1 KR1020190016644A KR20190016644A KR102218748B1 KR 102218748 B1 KR102218748 B1 KR 102218748B1 KR 1020190016644 A KR1020190016644 A KR 1020190016644A KR 20190016644 A KR20190016644 A KR 20190016644A KR 102218748 B1 KR102218748 B1 KR 102218748B1
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박태식
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곽노홍
김태훈
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한국전력공사
목포대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 무효전력 보상 장치 및 운영 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배전선로의 거리를 고려한 보상무효전력을 계통연계형인버터를 이용하여 공급함으로써, 무효전력 보상의 신뢰성을 향상시킨 무효전력 보상 장치 및 운영 방법을 제공한다.The present invention relates to a reactive power compensation device and operation method, and more particularly, a reactive power compensation device that improves the reliability of reactive power compensation by supplying compensation reactive power considering the distance of distribution lines using a grid-connected inverter. And an operating method.

Description

무효전력 보상 장치의 운영 방법{OPERATION METHOD OF REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE}Operation method of reactive power compensation device {OPERATION METHOD OF REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE}

본 발명은 무효전력 보상 장치 및 운영 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배전선로의 거리를 고려한 보상무효전력을 계통연계형인버터를 이용하여 공급함으로써, 무효전력 보상의 신뢰성을 향상시킨 무효전력 보상 장치 및 운영 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reactive power compensation device and operation method, and more particularly, a reactive power compensation device that improves the reliability of reactive power compensation by supplying compensation reactive power considering the distance of distribution lines using a grid-connected inverter. And how to operate.

본 발명은 한국전력공사의 2018년 착수 에너지 거점대학 클러스터 사업에 의해 지원되었다. (과제번호:R18XA04)The present invention was supported by the Korea Electric Power Corporation's 2018 energy base university cluster project. (Task number:R18XA04)

본 발명은 한국전력공사의 사외공모 기초연구(개별)에 의해 지원되었다. (과제번호:R18XA06-60)The present invention was supported by the basic research (individual) of KEPCO's external competition. (Task number:R18XA06-60)

DSTATCOM(Distribution Static Synchronous Compensator)은 정지형 무효전력 보상장치로, 손실전압 보충 및 전압 안정도를 높이는 설비이다.DSTATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator) is a stationary reactive power compensation device that compensates for loss voltage and enhances voltage stability.

즉, DSTATCOM은 전력 흐름을 능동적으로 제어하여 풍력, 태양광 등 신재생에너지 발전에 따른 발전량 급변에 대해 안정적인 전력 공급이 가능하다.In other words, DSTATCOM can actively control the power flow to provide stable power against sudden changes in the amount of power generated by renewable energy generation such as wind and solar power.

또한, 부하에 따른 무효전력 및 고조파 보상을 통해 배전 계통 전력품질 안정화 시킬 수 있다.In addition, it is possible to stabilize the power quality of the distribution system through compensation for reactive power and harmonics according to the load.

또, 배전계통의 순간적인 고조파 및 전압 변동 등과 같은 외란에 대해 신속한 대처가 가능하다.In addition, it is possible to quickly respond to disturbances such as instantaneous harmonics and voltage fluctuations in the distribution system.

태양광 등 소규모 재생에너지 발전단지의 증가로 소형 계통 연계형 인버터의 사용이 증가되고 있다.The use of small grid-connected inverters is increasing due to the increase in small-scale renewable energy generation complexes such as solar power.

그러나, 종래의 DSTATCOM은 특정 위치에서의 부하에 따른 무효전력만 보상하였으므로, 단일 동작을 통한 대용량 장비 구성으로 비용이 많이 드는 문제점이 있다.However, since the conventional DSTATCOM compensates only reactive power according to the load at a specific location, there is a problem in that the cost is high due to a large-capacity equipment configuration through a single operation.

또한, 종래의 단일 DSTATCOM 운전으로 부하에 관한 무효전력만 보상하였기 때문에, 선로임피던스(line impedance)에 의한 무효전력은 보상 안 되어, 전원계통 PCC 단 에서의 무효전력 보상이 완벽하게 이루어지지 않는 문제가 있다.In addition, since the conventional single DSTATCOM operation only compensates for the reactive power related to the load, the reactive power due to the line impedance is not compensated, and there is a problem that the reactive power compensation at the PCC stage of the power system is not completely achieved. have.

한국공개특허 [10-2014-0020400]에서는 배전용 정지형 보상기가 개시되어 있다.In Korean Patent Publication [10-2014-0020400], a stationary compensator for distribution is disclosed.

한국공개특허 [10-2014-0020400](공개일자 2014년02월19일)Korean Patent Publication [10-2014-0020400] (Publication date February 19, 2014)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 배전선로의 거리를 고려한 보상무효전력을 계통연계형인버터를 이용하여 공급함으로써, 무효전력 보상의 신뢰성을 향상시킨 무효전력 보상 장치 및 운영 방법를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention was conceived to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to improve the reliability of reactive power compensation by supplying the compensation reactive power considering the distance of the distribution line by using a grid-connected inverter. It is to provide a reactive power compensation device and operation method.

본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치(1000)는, 전원계통(1)과 부하(2) 사이의 배전선로에 병렬 연결된 리액터(100); 상기 리액터(100)와 직렬 연결된 계통연계형인버터(200); DC-DC컨버터(300); 상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300) 사이의 일측 선로에 일측이 연결되고 상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300) 사이의 타측 선로에 타측이 연결된 직류커패시터(400); 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광어레이(500); 및 상기 연산처리수단이 상기 부하(2) 전단의 전압(

Figure 112020118982397-pat00001
)과 전류(
Figure 112020118982397-pat00002
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하고, 상기 전원계통(1) 측 전원계통(1) 후단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00003
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00004
)와 상기 전원계통(1), 부하(2) 및 리액터(100)와의 전기적 접점 전단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00005
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00006
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하여, 산출된 두 개의 순시무효전력량을 합산한 보상무효전력을 상기 계통연계형인버터(200)로 배전선로에 주입하도록 제어하는 연산처리수단(미도시);을 포함한다.Reactive power compensation apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, the reactor 100 connected in parallel to the distribution line between the power system (1) and the load (2); A grid-connected inverter 200 connected in series with the reactor 100; DC-DC converter 300; One side is connected to one line between the grid-connected inverter 200 and the DC-DC converter 300, and the other side is connected to the other side of the line between the grid-connected inverter 200 and the DC-DC converter 300. A connected DC capacitor 400; A solar array 500 for generating electricity using sunlight; And the operation processing means is a voltage at the front end of the load (2) (
Figure 112020118982397-pat00001
) And current (
Figure 112020118982397-pat00002
) Is measured to calculate the amount of instantaneous reactive power, and the voltage at the rear end of the power system (1) on the power system (1) side (
Figure 112020118982397-pat00003
) And current (
Figure 112020118982397-pat00004
) And the voltage at the front end of the electrical contact between the power system (1), the load (2) and the reactor (100) (
Figure 112020118982397-pat00005
) And current (
Figure 112020118982397-pat00006
) To calculate the instantaneous reactive power by measuring the amount of instantaneous reactive power, and controlling the compensation reactive power obtained by adding the calculated instantaneous reactive power to the grid-connected inverter 200 to be injected into the distribution line (not shown); Include.

본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치의 운영 방법은, 무효전력 보상 장치를 이용한 무효전력 보상 장치의 운영 방법에 있어서, 연산처리수단이 상기 부하(2) 전단의 전압(

Figure 112020118982397-pat00007
)과 전류(
Figure 112020118982397-pat00008
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하는 제1전력량산출 단계(S10); 상기 연산처리수단이 상기 전원계통(1) 측 전원계통(1) 후단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00009
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00010
)와 상기 전원계통(1), 부하(2) 및 리액터(100)와의 전기적 접점 전단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00011
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00012
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하는 제2전력량산출 단계(S20); 및 상기 연산처리수단이 상기 제1전력량산출 단계(S10)에서 산출된 순시무효전력량과 상기 제2전력량산출 단계(S20)에서 산출된 순시무효전력량을 합산하여 상기 계통연계형인버터(200)로 배전선로에 보상무효전력을 주입하는 무효전력보상 단계(S30);를 포함하며, 거리에 따른 배전선로의 임피던스까지 고려하여, 상기 제1전력량산출 단계(S10)에서 산출된 순시무효전력량에 대한 보상전류(
Figure 112020118982397-pat00013
)와 제2전력량산출 단계(S20)에서 산출된 순시무효전력량에 대한 보상전류(
Figure 112020118982397-pat00014
)를 보상하는 보상무효전력량을 공급하는 것을 특징으로 한다.In the operating method of the reactive power compensating device according to an embodiment of the present invention, in the operating method of the reactive power compensating device using the reactive power compensating device, the operation processing means comprises a voltage (
Figure 112020118982397-pat00007
) And current (
Figure 112020118982397-pat00008
A first power amount calculation step (S10) of measuring an instantaneous reactive power amount by measuring ); The operation processing means is the voltage at the rear end of the power system 1 on the power system 1
Figure 112020118982397-pat00009
) And current (
Figure 112020118982397-pat00010
) And the voltage at the front end of the electrical contact between the power system (1), the load (2) and the reactor (100) (
Figure 112020118982397-pat00011
) And current (
Figure 112020118982397-pat00012
A second power amount calculation step of calculating an instantaneous reactive power amount by measuring) (S20); And the calculation processing means summing the instantaneous reactive power calculated in the first power amount calculating step (S10) and the instantaneous reactive power amount calculated in the second power amount calculating step (S20), and the distribution line to the grid-connected inverter 200. Compensation current for the amount of instantaneous reactive power calculated in the first power amount calculation step (S10) in consideration of the impedance of the distribution line according to the distance; including; (
Figure 112020118982397-pat00013
) And the compensation current for the instantaneous reactive power calculated in the second power amount calculation step (S20) (
Figure 112020118982397-pat00014
It characterized in that it supplies a compensation reactive power amount that compensates for ).

아울러, 상기 무효전력 보상 장치(1000)는 상기 무효전력 보상 장치(1000) 복수 개가 복수 개의 부하(2) 전단에 연결된 것을 특징으로 하고, 상기 무효전력보상 단계(S30)는 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 많으면 배전선로의 거리와 무관하게 상기 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량을 우선 공급하고, 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 작으면 상기 부하(2) 단 보상무효전력량과 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 공급하되, 배전선로의 거리가 짧으면서 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 작을수록 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 많이 공급하도록 제어하여 무효전력을 보상하는 것을 특징으로 한다.In addition, the reactive power compensating device 1000 is characterized in that a plurality of the reactive power compensating devices 1000 are connected to a front end of a plurality of loads 2, and the reactive power compensating step (S30) is performed by the load (2). If the amount of reactive power consumed is greater than the amount of reactive power of the distribution line, the amount of reactive power compensated for the load (2) stage is first supplied regardless of the distance of the distribution line, and the amount of reactive power consumed by the load 2 is the amount of reactive power of the distribution line. If it is smaller than that, the amount of compensated reactive power at the load (2) end and the compensated reactive power amount of the power system (1) are supplied, but the shorter the distance of the distribution line and the smaller the amount of reactive power consumed by the load 2 is, the higher the power It is characterized in that the reactive power is compensated by controlling to supply a large amount of compensation reactive power of the system (1) stage.

본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치 및 운영 방법에 의하면, 배전선로의 거리를 고려한 보상무효전력을 계통연계형인버터를 이용해 공급함으로써, 거리에 따른 배전선로의 임피던스까지 고려한 보상이 가능하여 무효전력 보상의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the reactive power compensation device and operating method according to an embodiment of the present invention, compensation in consideration of the distance of the distribution line is provided by using a grid-connected inverter to compensate for the impedance of the distribution line according to the distance. There is an effect of improving the reliability of reactive power compensation.

아울러, 다수의 무효전력 보상 장치(1000)를 제어함에 있어, 여력이 남는 무효전력 보상 장치(1000)가 여력이 없는 무효전력 보상 장치(1000) 측 무효전력 보상을 지원함으로써, 각각의 무효전력 보상 장치(1000)에 대한 설비용량을 줄일 수 있어, 과도한 설비 투자를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, in controlling a plurality of reactive power compensating devices 1000, the reactive power compensating device 1000 with spare power supports reactive power compensation of the reactive power compensating device 1000 with no surplus, thereby compensating for each reactive power. It is possible to reduce the equipment capacity for the device 1000, there is an effect of preventing excessive equipment investment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치의 개념도.
도 2는 부하 임피던스와 배전선로 임피던스의 무효전력 보상을 보여주는 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치의 운영 방법의 흐름도.
도 4는 3 개의 배전선로 각각에 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치가 설치되고, 각각의 무효전력 보상 장치가 보상하는 무효전력을 보여주기 위한 예시도.1 is a conceptual diagram of a reactive power compensation device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram showing compensation for reactive power of load impedance and distribution line impedance.
3 is a flowchart of a method of operating a reactive power compensation device according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing reactive power compensating by each reactive power compensating device in which a reactive power compensating device according to an embodiment of the present invention is installed in each of three distribution lines.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, processes, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the possibility of addition or presence of elements or numbers, processes, operations, components, parts, or combinations thereof is not preliminarily excluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical or scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. In addition, unless there are other definitions in the technical terms and scientific terms used, they have the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and the gist of the present invention in the following description and accompanying drawings Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily obscure will be omitted. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. In addition, the same reference numbers throughout the specification indicate the same elements. It should be noted that the same elements in the drawings are indicated by the same reference numerals wherever possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치의 개념도이고, 도 2는 부하 임피던스와 배전선로 임피던스의 무효전력 보상을 보여주는 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치의 운영 방법의 흐름도이고, 도 4는 3 개의 배전선로 각각에 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치가 설치되고, 각각의 무효전력 보상 장치가 보상하는 무효전력을 보여주기 위한 예시도이다.1 is a conceptual diagram of a reactive power compensation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exemplary view showing compensation of reactive power of a load impedance and a distribution line impedance, and FIG. 3 is a diagram illustrating a reactive power compensation apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a flow chart of a method of operating a power compensation device, and FIG. 4 is a diagram for showing reactive power compensated by each reactive power compensating device in which a reactive power compensation device according to an embodiment of the present invention is installed on each of three distribution lines. It is an exemplary diagram.

종래의 DSTATCOM(Distribution Static Synchronous Compensator)은 부하에 관한 무효전력만 보상하였기 때문에, 선로임피던스(line impedance)에 의한 무효전력은 보상 안 되어, 전원계통 PCC 단 에서의 무효전력 보상이 완벽하게 이루어지지 않는다. Since the conventional DSTATCOM (Distribution Static Synchronous Compensator) compensates only reactive power related to the load, reactive power due to line impedance is not compensated, and reactive power compensation at the PCC stage of the power system is not completely achieved. .

이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 배전선로 거리에 따른 STATCOM 운영 기술을 개발하였다.In order to solve this problem, the present invention has developed a STATCOM operation technology according to the distance of the distribution line.

또한, 다수의 소형 STATCOM 운영 기술 개발 필요하여, 다수의 분산 계통 연계형 인버터를 통합제어 하여 단일 DSTATCOM과 같이 운영하는 방식을 개발 하였다.In addition, it was necessary to develop a number of small-sized STATCOM operation technologies, and developed a method to operate with a single DSTATCOM by integrating and controlling a number of distributed grid-connected inverters.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치(1000)는 리액터(100), 계통연계형인버터(200), DC-DC컨버터(300), 직류커패시터(400), 태양광어레이(500) 및 연산처리수단(미도시)를 포함한다.As shown in Fig. 1, the reactive power compensation device 1000 according to an embodiment of the present invention includes a reactor 100, a grid-connected inverter 200, a DC-DC converter 300, and a DC capacitor 400. , A solar array 500 and an operation processing means (not shown).

리액터(100)는 전원계통(1)과 부하(2) 사이의 배전선로에 병렬 연결된다.The reactor 100 is connected in parallel to a distribution line between the power system 1 and the load 2.

상기 리액터(100)의 일측은 전원계통(1)과 부하(2) 사이의 배전선로 중 부하(2) 전단에 병렬 연결되고, 타측은 후술하는 계통연계형인버터(200)의 출력 측과 연결된다.One side of the reactor 100 is connected in parallel to the front end of the load 2 of the distribution line between the power system 1 and the load 2, and the other side is connected to the output side of the grid-connected inverter 200 to be described later. .

계통연계형인버터(200)는 상기 리액터(100)와 직렬 연결된다.The grid-connected inverter 200 is connected in series with the reactor 100.

상기 계통연계형인버터(200)는 배전 계통에 무효전력을 흡수 또는 배전 계통에 공급한다.The grid-connected inverter 200 absorbs reactive power to a distribution system or supplies it to a distribution system.

상기 DC-DC컨버터(300)의 입력 측은 후술하는 태양광어레이(500)의 출력 측과 연결되고, 상기 DC-DC컨버터(300)의 출력 측은 상기 계통연계형인버터(200)의 입력 측과 연결된다.The input side of the DC-DC converter 300 is connected to the output side of the solar array 500 to be described later, and the output side of the DC-DC converter 300 is connected to the input side of the grid-connected inverter 200 do.

직류커패시터(400)는 상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300) 사이의 일측 선로에 일측이 연결되고 상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300) 사이의 타측 선로에 타측이 연결된다.The DC capacitor 400 has one side connected to one line between the grid-connected inverter 200 and the DC-DC converter 300, and between the grid-connected inverter 200 and the DC-DC converter 300. The other side is connected to the other side of the line.

상기 직류커패시터(400)는 상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300)의 직류측을 공통 연결하여 DC-DC컨버터(300)의 직류 전압을 안정화시키기 위한 것으로, 상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300)를 상호 연결하는 Capacitor를 사용하여 DC-Link를 실현시키며, 일정한 자기지지 DC Bus Voltage을 유지시키는 역할을 한다.The DC capacitor 400 is for stabilizing the DC voltage of the DC-DC converter 300 by connecting a DC side of the grid-connected inverter 200 and the DC-DC converter 300 in common, and the grid-connected DC-Link is realized by using a capacitor that interconnects the type inverter 200 and the DC-DC converter 300 and serves to maintain a constant self-supporting DC bus voltage.

태양광어레이(500)는 태양광을 이용하여 전기를 생산한다.The solar array 500 generates electricity by using sunlight.

상기 태양광어레이(500)는 태양광 발전단지가 될 수 있다.The solar array 500 may be a solar power generation complex.

연산처리수단(미도시)은 상기 연산처리수단이 상기 부하(2) 전단의 전압(

Figure 112020118982397-pat00015
)과 전류(
Figure 112020118982397-pat00016
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하고, 상기 전원계통(1) 측 전원계통(1) 후단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00017
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00018
)와 상기 전원계통(1), 부하(2) 및 리액터(100)와의 전기적 접점 전단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00019
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00020
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하여, 산출된 두 개의 순시무효전력량을 합산한 보상무효전력을 상기 계통연계형인버터(200)로 배전선로에 주입하도록 제어한다.The calculation processing means (not shown) is the voltage of the front end of the load 2 (
Figure 112020118982397-pat00015
) And current (
Figure 112020118982397-pat00016
) Is measured to calculate the amount of instantaneous reactive power, and the voltage at the rear end of the power system (1) on the power system (1) side (
Figure 112020118982397-pat00017
) And current (
Figure 112020118982397-pat00018
) And the voltage at the front end of the electrical contact between the power system (1), the load (2) and the reactor (100) (
Figure 112020118982397-pat00019
) And current (
Figure 112020118982397-pat00020
) Is measured to calculate the amount of instantaneous reactive power, and the compensation reactive power obtained by summing the calculated amount of instantaneous reactive power is controlled to be injected into the distribution line by the system-connected inverter 200.

상기 계통연계형인버터(200) 출력전압

Figure 112019015119696-pat00021
가 부하 단자 전압
Figure 112019015119696-pat00022
과 동 위상이고,
Figure 112019015119696-pat00023
일 때, 상기 계통연계형인버터(200)는 무효전력을 배전계통에 공급 하고,
Figure 112019015119696-pat00024
시 상기 계통연계형인버터(200)는 무효전력을 배전계통으로부터 흡수하도록 상기 연산처리수단(미도시)이 제어한다.The output voltage of the grid-connected inverter 200
Figure 112019015119696-pat00021
Load terminal voltage
Figure 112019015119696-pat00022
Is in phase with and
Figure 112019015119696-pat00023
When, the grid-connected inverter 200 supplies reactive power to the distribution system,
Figure 112019015119696-pat00024
At the time, the system-connected inverter 200 is controlled by the calculation processing means (not shown) so as to absorb reactive power from the distribution system.

상기 계통연계형인버터(200)의 보상전에는 선로 임피던스와 부하 임피던스에 의해 부하단 전압이 감소된다.Before compensation of the grid-connected inverter 200, the load end voltage is reduced by the line impedance and the load impedance.

전압 안정도를 개선 시, 보상전류를

Figure 112019015119696-pat00025
라고 하면
Figure 112019015119696-pat00026
가 되고, 부하단의 역률이 개선이 되며 부하전압이 변화하여 전압안정도가 개선된다.(여기서,
Figure 112019015119696-pat00027
는 상기 배전선로에 흐르는 전류,
Figure 112019015119696-pat00028
는 상기 부하(2)의 전단에서 측정한 전류를 의미한다.)When improving voltage stability, compensate current
Figure 112019015119696-pat00025
If you say
Figure 112019015119696-pat00026
Becomes, the power factor of the load end is improved, and the voltage stability is improved by changing the load voltage.
Figure 112019015119696-pat00027
Is the current flowing through the distribution line,
Figure 112019015119696-pat00028
Means the current measured at the front end of the load (2).)

순시무효전력량에 대한 보상 전에는 선로임피던스(line impedance)와 부하 임피던스에 의해 부하단 전압이 감소된다.Before compensation for the instantaneous reactive power amount, the load end voltage is reduced by the line impedance and the load impedance.

도 1을 예로 보다 상세히 설명하면, 상기 부하(2)의 전단인 BUS3의 전압

Figure 112019015119696-pat00029
과 전류
Figure 112019015119696-pat00030
를 측정하여 순시무효전력량①을 계산하고, Referring to FIG. 1 as an example in more detail, the voltage of BUS3 that is the front end of the load 2
Figure 112019015119696-pat00029
Overcurrent
Figure 112019015119696-pat00030
Measure and calculate the instantaneous reactive power ①,

상기 전원계통(1)의 후단인 BUS1의 전압

Figure 112019015119696-pat00031
및 전류
Figure 112019015119696-pat00032
와 전원계통(1), 부하(2) 및 리액터(100)와의 전기적 접점 전단인 BUS2의 전압
Figure 112019015119696-pat00033
및 전류
Figure 112019015119696-pat00034
를 측정하여 순시무효전력량②을 계산하고, Voltage of BUS1, which is the rear end of the power system 1
Figure 112019015119696-pat00031
And current
Figure 112019015119696-pat00032
And the voltage of BUS2, which is the front end of the electrical contact between the power system (1), the load (2) and the reactor (100)
Figure 112019015119696-pat00033
And current
Figure 112019015119696-pat00034
Measure and calculate the instantaneous reactive power ②,

두 순시무효전력량을 합산하여 상기 계통연계형인버터(200)로 배전선로에 보상무효전력을 주입시킬 수 있다.By summing the two instantaneous reactive power amounts, compensation reactive power may be injected into the distribution line with the grid-connected inverter 200.

도 2 처럼 순시무효전력량①에 대한 보상전류

Figure 112019015119696-pat00035
과 순시무효전력량을②에 대한 보상전류
Figure 112019015119696-pat00036
를 도 1 처럼 PCC단의 무효전력이 거리에 따른 배전선로의 임피던스까지 고려한 보상이 가능하다.As shown in Fig. 2, the compensation current for the instantaneous reactive power ①
Figure 112019015119696-pat00035
And instantaneous reactive power amount ②
Figure 112019015119696-pat00036
As shown in FIG. 1, it is possible to compensate for the reactive power of the PCC stage considering the impedance of the distribution line according to the distance.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치의 운영 방법은 무효전력 보상 장치를 이용한 무효전력 보상 장치의 운영 방법에 있어서, 제1전력량산출 단계(S10), 제2전력량산출 단계(S20) 및 무효전력보상 단계(S30)를 포함하며, 거리에 따른 배전선로의 임피던스까지 고려하여, 상기 제1전력량산출 단계(S10)에서 산출된 순시무효전력량에 대한 보상전류(

Figure 112019015119696-pat00037
)와 제2전력량산출 단계(S20)에서 산출된 순시무효전력량에 대한 보상전류(
Figure 112019015119696-pat00038
)를 보상하는 보상무효전력량을 공급하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 3, in the operating method of the reactive power compensation device according to an embodiment of the present invention, in the operating method of the reactive power compensation device using the reactive power compensation device, the first power amount calculation step (S10), 2 Compensation current for the instantaneous reactive power calculated in the first power calculation step (S10), including the power amount calculation step (S20) and the reactive power compensation step (S30), taking into account the impedance of the distribution line according to the distance (
Figure 112019015119696-pat00037
) And the compensation current for the instantaneous reactive power calculated in the second power amount calculation step (S20) (
Figure 112019015119696-pat00038
It characterized in that it supplies a compensation reactive power amount that compensates for ).

제1전력량산출 단계(S10)는 연산처리수단이 상기 부하(2) 전단의 전압(

Figure 112019015119696-pat00039
)과 전류(
Figure 112019015119696-pat00040
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출한다.In the first power amount calculation step (S10), the operation processing means is the voltage at the front end of the load (2) (
Figure 112019015119696-pat00039
) And current (
Figure 112019015119696-pat00040
) Is measured to calculate the amount of instantaneous reactive power.

제1전력량산출 단계(S10)는 상기 부하(2)의 전단 전압

Figure 112019015119696-pat00041
(도 1의 경우 BUS3에서 측정)과 전류
Figure 112019015119696-pat00042
를 측정(도 1의 경우 BUS3에서 측정)하여 순시무효전력량①을 계산한다.The first power amount calculation step (S10) is the shear voltage of the load (2)
Figure 112019015119696-pat00041
(Measured on BUS3 in the case of Fig. 1) and current
Figure 112019015119696-pat00042
Measure (measured at BUS3 in the case of Fig. 1) and calculate the instantaneous reactive power ①.

제2전력량산출 단계(S20)는 상기 연산처리수단이 상기 전원계통(1) 측 전원계통(1) 후단의 전압(

Figure 112019015119696-pat00043
) 및 전류(
Figure 112019015119696-pat00044
)와 상기 전원계통(1), 부하(2) 및 리액터(100)와의 전기적 접점 전단의 전압(
Figure 112019015119696-pat00045
) 및 전류(
Figure 112019015119696-pat00046
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출한다.In the second power amount calculation step (S20), the operation processing means is the voltage at the rear end of the power system (1) side of the power system (1) (
Figure 112019015119696-pat00043
) And current (
Figure 112019015119696-pat00044
) And the voltage at the front end of the electrical contact between the power system (1), the load (2) and the reactor (100) (
Figure 112019015119696-pat00045
) And current (
Figure 112019015119696-pat00046
) Is measured to calculate the amount of instantaneous reactive power.

제2전력량산출 단계(S20)는 상기 전원계통(1)의 후단 전압

Figure 112019015119696-pat00047
및 전류
Figure 112019015119696-pat00048
(도 1의 경우 BUS1에서 측정)와 상기 전원계통(1), 부하(2) 및 리액터(100)와의 전기적 접점 전단 전압
Figure 112019015119696-pat00049
및 전류
Figure 112019015119696-pat00050
(도 1의 경우 BUS2에서 측정)를 측정하여 순시무효전력량②을 계산한다.The second power amount calculation step (S20) is the voltage at the rear end of the power system 1
Figure 112019015119696-pat00047
And current
Figure 112019015119696-pat00048
Electrical contact shear voltage between (measured at BUS1 in the case of FIG. 1) and the power system (1), load (2), and reactor 100
Figure 112019015119696-pat00049
And current
Figure 112019015119696-pat00050
The instantaneous reactive power amount ② is calculated by measuring (measured on BUS2 in the case of FIG. 1).

무효전력보상 단계(S30)는 상기 연산처리수단이 상기 제1전력량산출 단계(S10)에서 산출된 순시무효전력량과 상기 제2전력량산출 단계(S20)에서 산출된 순시무효전력량을 합산하여 상기 계통연계형인버터(200)로 배전선로에 보상무효전력을 주입한다.In the reactive power compensation step (S30), the calculation processing means adds the instantaneous reactive power calculated in the first power amount calculation step (S10) and the instantaneous reactive power amount calculated in the second power amount calculation step (S20) to connect the system. Compensating reactive power is injected into the distribution line with the type inverter 200.

상기 무효전력보상 단계(S30)는 두 순시무효전력량을 합산(①+②)하여 상기 계통연계형인버터(200)로 배전선로에 보상무효전력을 주입시킬 수 있다.In the reactive power compensation step (S30), the two instantaneous reactive power amounts are summed (①+②), and the compensation reactive power may be injected into the distribution line by the grid-connected inverter 200.

도 2 처럼 순시무효전력량①에 대한 보상전류

Figure 112019015119696-pat00051
과 순시무효전력량을②에 대한 보상전류
Figure 112019015119696-pat00052
를 도 1 처럼 PCC단의 무효전력이 거리에 따른 배전선로의 임피던스까지 고려한 보상이 가능하다.As shown in Fig. 2, the compensation current for the instantaneous reactive power ①
Figure 112019015119696-pat00051
And instantaneous reactive power amount ②
Figure 112019015119696-pat00052
As shown in FIG. 1, it is possible to compensate for the reactive power of the PCC stage considering the impedance of the distribution line according to the distance.

즉, 상기 무효전력보상 단계(S30)는 거리에 따른 배전선로의 임피던스까지 고려하여 배전선로에 보상무효전력을 주입한다.That is, in the reactive power compensation step S30, the compensation reactive power is injected into the distribution line in consideration of the impedance of the distribution line according to the distance.

전원계통(1)으로부터 배전선로가 병렬 형태로 복수 개 형성되며, 각각의 배전선로 마다 부하(2)가 연결되고, 부하(2) 전단에 상기 무효전력 보상 장치(1000)를 설치하려고 할 때, 각각의 부하(2)측 최대 보상무효전력량에 맞추어 무효전력 보상 장치(1000)를 설치하려고 한다면, 설비비가 증대되어 부담되는 문제가 있다.When a plurality of distribution lines are formed in a parallel form from the power system 1, the load 2 is connected to each distribution line, and the reactive power compensation device 1000 is installed in front of the load 2, If an attempt is made to install the reactive power compensation device 1000 according to the maximum amount of reactive power compensated for each load 2 side, there is a problem that the equipment cost is increased and thus burdened.

또한, 부하(2)측 최대 보상무효전력량이 작은 곳은 무효전력 보상 장치(1000)의 가동률이 저조하여 잉여 자원이 활용되지 못하는 문제가 있다.In addition, there is a problem in that the operation rate of the reactive power compensation device 1000 is low in a place where the maximum amount of reactive power compensation on the load (2) side is small, so that the surplus resources cannot be utilized.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무효전력 보상 장치의 운영 방법의 상기 무효전력 보상 장치(1000)는 상기 무효전력 보상 장치(1000) 복수 개가 복수 개의 부하(2) 전단에 연결된 것(도 4 참조)을 특징으로 하고,In order to solve this problem, the reactive power compensating device 1000 of the operating method of the reactive power compensating device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of reactive power compensating devices 1000 in front of a plurality of loads 2. Characterized by being connected (see Fig. 4),

상기 무효전력보상 단계(S30)는 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 많으면 배전선로의 거리와 무관하게 상기 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량을 우선 공급하고, 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 작으면 상기 부하(2) 단 보상무효전력량과 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 공급하되, 배전선로의 거리가 짧으면서 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 작을수록 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 많이 공급하도록 제어하여 무효전력을 보상하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the reactive power compensation step (S30), if the amount of reactive power consumed by the load 2 is greater than the amount of reactive power of the distribution line, the amount of reactive power compensated for the load 2 is first supplied regardless of the distance of the distribution line, If the amount of reactive power consumed by the load 2 is smaller than the amount of reactive power of the distribution line, the amount of compensated reactive power at the load (2) end and the amount of compensated reactive power at the power system (1) are supplied, but if the distance between the distribution line is short Thus, as the amount of reactive power consumed by the load 2 is smaller, the reactive power is compensated by controlling to supply a larger amount of compensation reactive power of the power system 1 stage.

즉, 전원계통(1)으로부터 배전선로가 병렬 형태로 복수 개 형성되며, 각각의 배전선로 마다 부하(2)가 연결되고, 부하(2) 전단에 상기 무효전력 보상 장치(1000)가 일대일로 설치된 곳이 복수 개 있는 상황에서, 각각의 무효전력 보상 장치(1000)가 담당 부하(20)에 관한 무효전력만 보상하는 것이 아니라, 여력이 남는 무효전력 보상 장치(1000)가 여력이 없는 무효전력 보상 장치(1000) 측 무효전력 보상을 지원하는 것이다.That is, a plurality of distribution lines are formed in a parallel form from the power system 1, the load 2 is connected to each distribution line, and the reactive power compensation device 1000 is installed one-to-one in front of the load 2 In a situation where there are multiple places, each reactive power compensating device 1000 does not compensate only reactive power for the load 20 in charge, but the reactive power compensating device 1000 with spare power compensates for reactive power that has no spare power. The device 1000 supports reactive power compensation.

따라서, 각각의 무효전력 보상 장치(1000)에 대한 설비용량을 줄일 수 있어, 과도한 설비 투자를 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to reduce the facility capacity for each reactive power compensation device 1000, thereby preventing excessive facility investment.

다시 말해, 도 4와 같이 다수의 상기 무효전력 보상 장치(1000)가 설치되어, 계통연계형인버터(200)가 다수 구비된 경우, 보상할 수 있는 무효전력량 대비 연결되어있는 배전선로의 거리와 부하용량에 따라 보상무효전력량을 분배할 수 있다.In other words, when a plurality of the reactive power compensation devices 1000 are installed as shown in FIG. 4 and a plurality of grid-connected inverters 200 are provided, the distance and load of the connected distribution line compared to the amount of reactive power that can be compensated Compensated reactive power can be distributed according to capacity.

상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 많으면 부하에 공급되는 전력품질이 고품질이여야 하므로 배전선로의 거리와 무관하게 상기 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량을 우선 공급한다.(도 4의 중앙 무효전력 보상 장치(1000) 참고)If the amount of reactive power consumed by the load 2 is greater than the amount of reactive power of the distribution line, the power quality supplied to the load must be of high quality, so the compensation reactive power amount for the load 2 stage is first supplied regardless of the distance of the distribution line. (Refer to the central reactive power compensation device 1000 in FIG. 4)

또한, 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 작으면 상기 부하(2) 단 보상무효전력량과 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 공급한다.(도 4의 상측과 하측 무효전력 보상 장치(1000) 참고)In addition, when the amount of reactive power consumed by the load 2 is smaller than the amount of reactive power of the distribution line, the amount of compensated reactive power at the load 2 stage and the compensated reactive power amount at the power system 1 stage are supplied. Refer to the upper and lower reactive power compensation device (1000))

이때, 배전선로의 거리가 짧으면서 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 작을수록 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 많이 공급하도록 연산처리수단이 제어한다.At this time, as the distance of the distribution line is short and the amount of reactive power consumed by the load 2 is smaller, the calculation processing means controls the amount of compensated reactive power of the power system 1 to supply a larger amount.

상기 연산처리수단은 통신을 통하여 정보를 교류하는 것도 가능하고, 보다 상위 연산처리수단의 통제를 받아 통합 관리되는 것도 가능하다.The operation processing means may exchange information through communication, and may be integrated and managed under the control of a higher operation processing means.

3개의 배전선로가 각각 10km, 30km, 50km로 구성되고, 각각의 배전선로 부하(2) 전단에 상기 무효전력 보상 장치(1000)가 설치된 예를 들어 보다 상세하게 설명하면,If three distribution lines are configured of 10 km, 30 km, and 50 km, respectively, and the reactive power compensation device 1000 is installed in front of the load 2 of each distribution line, for example, in more detail,

도 4와 같이, 상측 배전선로의 배전선로 무효전력량은 0.5k 이고, 부하의 소비 무효전력량은 0.5k 이며, 중앙 배전선로의 배전선로 무효전력량은 1.5k 이고, 부하의 소비 무효전력량은 3k 이며, 하측 배전선로의 배전선로 무효전력량은 2.5k 이고, 부하의 소비 무효전력량은 1k 인 경우,As shown in Fig. 4, the amount of reactive power in the distribution line of the upper distribution line is 0.5k, the amount of reactive power consumed by the load is 0.5k, the amount of reactive power in the distribution line of the central distribution line is 1.5k, and the amount of reactive power consumed by the load is 3k, When the amount of reactive power in the distribution line of the lower distribution line is 2.5k and the amount of reactive power consumed by the load is 1k,

중앙 무효전력 보상 장치(1000)는 중앙 배전선로 측 부하(2)의 소비 무효전력량 3k 가 배전선로의 무효전력량 1.5k 보다 크기 때문에, 배전선로의 거리와 무관하게 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량 3k 를 부하(2) 단에 우선 공급하도록 제어한다.The central reactive power compensating device 1000 is invalid for compensation for the load (2) stage regardless of the distance of the distribution line because 3k of the reactive power consumed by the load 2 on the central distribution line is greater than 1.5k of the reactive power of the distribution line. It controls to supply 3k electric power to the load (2) stage first.

하측 무효전력 보상 장치(1000)는 하측 배전선로 측 부하(2)의 소비 무효전력량 1k 가 배전선로의 무효전력량 2.5k 보다 작기 때문에, 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량 1k를 부하(2) 단에 공급하고, 하측 전원계통(1) 단에 대한 보상무효전력량 2.5k 중 2k를 하측 전원계통(1) 단에 공급하도록 제어한다.In the lower reactive power compensation device 1000, since 1k of the reactive power consumption of the lower distribution line side load 2 is less than 2.5k of the reactive power of the distribution line, the compensation reactive power amount 1k for the load 2 is the load (2) It is supplied to the stage and controlled to supply 2k of the 2.5k compensation reactive power amount to the lower power system (1) stage to the lower power system (1) stage.

상측 무효전력 보상 장치(1000)는 상측 배전선로 측 부하(2)의 소비 무효전력량 0.5k 가 배전선로의 무효전력량 0.5k와 같지만 배전선로의 거리가 짧으면서 부하(2)의 소비 무효전력량이 작기 때문에, 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량 0.5k를 부하(2) 단에 공급하고, 상측 전원계통(1) 단에 대한 보상무효전력량 0.5k를 상측 전원계통(1) 단에 공급하며, 중앙 전원계통(1) 단에 대한 보상무효전력량 1.5k를 중앙 전원계통(1) 단에 공급하고, 하측 전원계통(1) 단에 대한 보상무효전력량 2.5k 중 0.5k를 하측 전원계통(1) 단에 공급하도록 제어한다.In the upper reactive power compensation device 1000, 0.5k of reactive power consumed by the load 2 on the upper distribution line is equal to 0.5k of reactive power of the distribution line, but the distance between the distribution lines is short and the amount of reactive power consumed by the load 2 is small. Therefore, 0.5k of the compensation reactive power for the load (2) stage is supplied to the load (2) stage, and 0.5k of the compensation reactive power for the upper power system (1) stage is supplied to the upper power system (1) stage, 1.5k of the compensated reactive power for the central power system (1) stage is supplied to the central power system (1) stage, and 0.5k of the 2.5k compensated reactive power for the lower power system (1) stage is supplied to the lower power system (1) Control to supply to the stage.

즉, 상측 무효전력 보상 장치(1000)는 배전선로의 거리가 짧으면서 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 상대적으로 작기 때문에 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 많이 공급하도록 제어한다.That is, the upper reactive power compensating device 1000 controls to supply a large amount of compensating reactive power at the power system 1 stage because the distance of the distribution line is short and the amount of reactive power consumed by the load 2 is relatively small.

이로써, 각각의 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량 이 서로 다르지만, 각각의 무효전력 보상 장치(1000)가 보상하는 무효전력량인 보상무효전력량은 모두 동일하게 제어할 수 있다.Accordingly, although the amount of reactive power compensation for each load 2 stage is different from each other, the amount of reactive power compensation, which is the amount of reactive power compensated by each reactive power compensation device 1000, can be controlled equally.

상기에서 각각의 무효전력 보상 장치(1000)가 보상하는 무효전력량이 같은 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 무효전력 보상 장치(1000)의 성능 및 가동에 따른 부하에 따라 서로 다르게 실시하는 등 다양한 실시가 가능함은 물론이다.In the above examples, the amount of reactive power compensated by each reactive power compensating device 1000 was given the same example, but the present invention is not limited thereto, and different implementations are performed according to the performance of the reactive power compensating device 1000 and the load according to the operation. Of course, various implementations, such as that, are possible.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is various, and various modifications can be implemented without departing from the gist of the present invention claimed in the claims.

1: 전원계통 2: 부하
100: 리액터
200: 계통연계형인버터
300: DC-DC컨버터
400: 직류커패시터
500: 태양광어레이
S10: 제1전력량산출 단계
S20: 제2전력량산출 단계
S30: 무효전력보상 단계1: power system 2: load
100: reactor
200: grid-connected inverter
300: DC-DC converter
400: DC capacitor
500: solar array
S10: First power amount calculation step
S20: second power amount calculation step
S30: Reactive power compensation step

Claims (5)

삭제delete 전원계통(1)과 부하(2) 사이의 배전선로에 병렬 연결된 리액터(100);
상기 리액터(100)와 직렬 연결된 계통연계형인버터(200);
DC-DC컨버터(300);
상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300) 사이의 일측 선로에 일측이 연결되고 상기 계통연계형인버터(200)와 상기 DC-DC컨버터(300) 사이의 타측 선로에 타측이 연결된 직류커패시터(400);
태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광어레이(500)를 포함하는 무효전력 보상 장치를 이용한 무효전력 보상 장치의 운영 방법에 있어서,
연산처리수단이 상기 부하(2) 전단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00059
)과 전류(
Figure 112020118982397-pat00060
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하는 제1전력량산출 단계(S10);
상기 연산처리수단이 상기 전원계통(1) 측 전원계통(1) 후단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00061
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00062
)와 상기 전원계통(1), 부하(2) 및 리액터(100)와의 전기적 접점 전단의 전압(
Figure 112020118982397-pat00063
) 및 전류(
Figure 112020118982397-pat00064
)를 측정하여 순시무효전력량을 산출하는 제2전력량산출 단계(S20); 및
상기 연산처리수단이 상기 제1전력량산출 단계(S10)에서 산출된 순시무효전력량과 상기 제2전력량산출 단계(S20)에서 산출된 순시무효전력량을 합산하여 상기 계통연계형인버터(200)로 배전선로에 보상무효전력을 주입하는 무효전력보상 단계(S30);
를 포함하며,
거리에 따른 배전선로의 임피던스까지 고려하여, 상기 제1전력량산출 단계(S10)에서 산출된 순시무효전력량에 대한 보상전류(
Figure 112020118982397-pat00065
)와 제2전력량산출 단계(S20)에서 산출된 순시무효전력량에 대한 보상전류(
Figure 112020118982397-pat00066
)를 보상하는 보상무효전력량을 공급하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상 장치의 운영 방법.
A reactor 100 connected in parallel to a distribution line between the power system 1 and the load 2;
A grid-connected inverter 200 connected in series with the reactor 100;
DC-DC converter 300;
One side is connected to one line between the grid-connected inverter 200 and the DC-DC converter 300, and the other side is connected to the other side of the line between the grid-connected inverter 200 and the DC-DC converter 300. A connected DC capacitor 400;
In the method of operating a reactive power compensation device using a reactive power compensation device including a photovoltaic array 500 that generates electricity using sunlight,
The operation processing means is the voltage at the front end of the load (2) (
Figure 112020118982397-pat00059
) And current (
Figure 112020118982397-pat00060
A first power amount calculation step (S10) of measuring an instantaneous reactive power amount by measuring );
The operation processing means is the voltage at the rear end of the power system 1 on the power system 1
Figure 112020118982397-pat00061
) And current (
Figure 112020118982397-pat00062
) And the voltage at the front end of the electrical contact between the power system (1), the load (2) and the reactor 100 (
Figure 112020118982397-pat00063
) And current (
Figure 112020118982397-pat00064
A second power amount calculation step of calculating an instantaneous reactive power amount by measuring) (S20); And
The arithmetic processing means adds the instantaneous reactive power calculated in the first power amount calculation step (S10) and the instantaneous reactive power amount calculated in the second power amount calculation step (S20) to the grid-connected inverter 200 Reactive power compensation step (S30) of injecting the compensation reactive power to the;
Including,
In consideration of the impedance of the distribution line according to the distance, the compensation current for the instantaneous reactive power calculated in the first power calculation step (S10)
Figure 112020118982397-pat00065
) And the compensation current for the instantaneous reactive power calculated in the second power amount calculation step (S20) (
Figure 112020118982397-pat00066
A method of operating a reactive power compensation device, characterized in that supplying a compensation reactive power amount to compensate).
 제2항에 있어서,
상기 무효전력 보상 장치(1000)는
상기 무효전력 보상 장치(1000) 복수 개가 복수 개의 부하(2) 전단에 연결된 것을 특징으로 하고,
상기 무효전력보상 단계(S30)는
상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 많으면 배전선로의 거리와 무관하게 상기 부하(2) 단에 대한 보상무효전력량을 우선 공급하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상 장치의 운영 방법.
The method of claim 2,
The reactive power compensation device 1000 is
A plurality of the reactive power compensation device 1000 is characterized in that connected to the front end of the plurality of loads (2),
The reactive power compensation step (S30) is
Operation of a reactive power compensation device, characterized in that when the amount of reactive power consumed by the load 2 is greater than the amount of reactive power of the distribution line, the amount of reactive power compensated for the load 2 is first supplied regardless of the distance of the distribution line. Way.
 제2항에 있어서,
상기 무효전력 보상 장치(1000)는
상기 무효전력 보상 장치(1000) 복수 개가 복수 개의 부하(2) 전단에 연결된 것을 특징으로 하고,
상기 무효전력보상 단계(S30)는
상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 배전선로의 무효전력량보다 더 작으면 상기 부하(2) 단 보상무효전력량과 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 공급하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상 장치의 운영 방법.
The method of claim 2,
The reactive power compensation device 1000 is
A plurality of the reactive power compensation device 1000 is characterized in that connected to the front end of the plurality of loads (2),
The reactive power compensation step (S30) is
Reactive power compensation, characterized in that when the amount of reactive power consumed by the load 2 is less than the amount of reactive power of the distribution line, the amount of reactive power compensated for the load (2) stage and the amount of reactive power compensated for the power system (1) are supplied. How the device operates.
 제2항에 있어서,
상기 무효전력 보상 장치(1000)는
상기 무효전력 보상 장치(1000) 복수 개가 복수 개의 부하(2) 전단에 연결된 것을 특징으로 하고,
상기 무효전력보상 단계(S30)는
배전선로의 거리가 짧으면서 상기 부하(2)의 소비 무효전력량이 작을수록 상기 전원계통(1) 단의 보상무효전력량을 많이 공급하도록 제어하여 무효전력을 보상하는 것을 특징으로 하는 무효전력 보상 장치의 운영 방법.The method of claim 2,
The reactive power compensation device 1000 is
A plurality of the reactive power compensation device 1000 is characterized in that connected to the front end of the plurality of loads (2),
The reactive power compensation step (S30) is
As the distance of the distribution line is short and the amount of reactive power consumed by the load 2 is smaller, the reactive power compensation device is characterized in that the reactive power is compensated by controlling to supply a larger amount of compensation reactive power of the power system (1). Operating method.
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