KR20100138418A - System, method for monitoring voltage stability of power system, and a medium having computer readable program for executing the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력 시스템의 안정도를 파악하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a power system, and more particularly, to a method and system for determining the stability of a power system.
일반적으로 전력 회사는 실계통을 운용함에 있어 계통의 안정도를 해석하기 위해 전력조류계산법을 이용한다. 그 대표적인 예가 정상상태에서의 모선전압 감도해석과 전압붕괴점 계산이다. In general, electric utilities use electric current calculation methods to analyze the stability of a system in real system operation. Typical examples are the bus voltage sensitivity analysis and the voltage collapse point calculation at steady state.
조류계산을 기본으로 하는 전압안정도 해석기법의 하나인 모선전압의 감도해석방법에서는, 관심 모선에서 미소한 무효전력(Q) 변동에 대한 미소한 전압(V)의 변동을 나타내는 감도치를 계산한다. In the sensitivity analysis method of the bus voltage, which is one of the voltage stability analysis techniques based on the tidal current calculation, a sensitivity value representing the variation of the minute voltage (V) with respect to the minute reactive power (Q) variation in the bus of interest is calculated.
V-Q 감도치가 양의 값이면 전압안정도는 안정함을 나타내며, 그 감도치가 작을수록 모선전압은 더 강건하다. 전압안정도가 감소하면, V-Q 감도치는 상승하며 전압붕괴점에서는 무한대의 값을 갖는다. 만약, 이 값이 음의 값을 갖는다면, 전압 안정도 측면에서 불안정함을 나타낸다. A positive V-Q sensitivity indicates a stable voltage stability. The smaller the sensitivity, the stronger the bus voltage. As the voltage stability decreases, the V-Q sensitivity increases and has an infinite value at the voltage collapse point. If this value is negative, it is unstable in terms of voltage stability.
다른 하나의 전압안정도 해석기법인 전압붕괴점을 계산하는 기법에서는, 전압 붕괴점은 전력계통 송전선로가 전송할 수 있는 최대 전력전송점이면서, 전압이 붕괴되는 점이다. 계산된 전압붕괴점과 현재의 계통 운전점과의 거리는 전압안정도 마진(margin)으로 사용하기도 한다. 전압 붕괴점 계산은 미리 부하량과 발전량을 알 수 없기 때문에 시나리오를 상정해서 계산된다.In another method of calculating the voltage collapse point, a voltage stability analysis technique, the voltage breakdown point is the maximum power transfer point that a power system transmission line can transmit, and the voltage collapses. The distance between the calculated voltage collapse point and the current grid operating point is sometimes used as a margin of voltage stability. The voltage collapse point calculation is based on the scenario, because the load and generation amount are not known in advance.
조류계산법을 이용하기 위해서는 전력계통에 관련된 모든 데이터가 입력으로 주어져야 한다. 송전선로의 임피이던스 데이터는 미리 준비될 수 있고, 송전선로의 토폴로지(topology)에 따라 변경될 수 있다. 그러나, 발전량에 대한 데이터와 부하량에 대한 데이터는 시시각각으로 변화하는 계통조건을 반영하기 위해서 직접 측정되어 전송되어야 한다. In order to use the tidal current calculation, all data related to the power system must be given as input. The impedance data of the transmission line may be prepared in advance, and may be changed according to the topology of the transmission line. However, data on power generation and load data should be measured and transmitted directly to reflect the changing system conditions.
여기서, 수백 또는 수천의 모선으로 이루어진 계통에서 모든 모선의 발전량과 부하량의 측정이 불가능한 것이 문제이다. 따라서, 중요 모선의 발전량과 부하량, 그리고 전압 등을 측정하여 측정되지 않은 모선의 상태를 추정하게 된다. 이렇게 미리 알고 있는 데이터, 측정된 데이터, 그리고 추정된 데이터로 구성된 데이터는 조류계산 프로그램에 입력되어 사용되며, 계산주기는 십 여분 이상이다. Here, the problem is that it is impossible to measure the amount of generation and load of all buses in a system consisting of hundreds or thousands of buses. Therefore, the power generation amount, the load amount, and the voltage of the important bus bar are measured to estimate the state of the bus bar that is not measured. The data consisting of previously known data, measured data, and estimated data are inputted to the algal calculation program and used, and the calculation cycle is more than ten spares.
상기와 같은 종래의 전압안정도 해석기법은 전력계통 전압안정도 향상을 위해서 단지 중요한 모선에서 측정된 부분 데이터만으로 전압을 감시할 수 없으며, 실계통 전압특성이 그대로 반영되지 않는 문제점이 있다. 또한, 거의 실시간으로 계통 전압을 감시할 수 없으며, 과도상태에서도 모선의 전압건전성을 나타낼 수 없 는 문제점이 있다.The conventional voltage stability analysis technique as described above has a problem in that the voltage cannot be monitored using only partial data measured from an important bus line to improve power system voltage stability, and the actual system voltage characteristics are not reflected as it is. In addition, there is a problem that can not monitor the grid voltage in almost real time, and can not represent the voltage health of the bus even in the transient state.
이와 같은 문제점을 해결하기 시도로서, 중요 모선에 설치되어 설치된 모선의 데이터를 실시간으로 측정하는 페이저 측정 장치(Phaser Measurement Unit: PMU}를 이용하는 방법이 개발되었다.In an attempt to solve such a problem, a method of using a phaser measuring unit (PMU) that measures data of a bus bar installed in a main bus bar in real time has been developed.
실시간 페이저 측정장치를 이용하면 조류계산을 이용한 전압안정도 해석의 데이터 문제를 해결할 수 있다. 실시간 페이저 측정장치는 계통으로부터 데이터를 측정하여 전압의 실효값을 계산하고 분석하여 전압안정도 위험지수를 계산한 후, 상기 데이터를 인터넷 또는 통신장비로 전송한다. The real-time phaser measurement device solves the data problem of voltage stability analysis using algal calculation. The real-time pager measuring device measures data from a system, calculates and analyzes an effective value of voltage, calculates a voltage stability risk index, and then transmits the data to the Internet or a communication device.
중요 모선에 각각 설치된 실시간 페이저 측정장치에서 측정된 시계열 모선 전압값을 분석함으로써 종래의 조류계산을 이용한 방법과 같이 모든 모선에 대한 측정된 발전량과 부하량 데이터를 구성하지 않아도 된다. 실제로 측정된 시계열 데이터를 분석하기 때문에 운전 중인 계통 특성이 그대로 반영되며, 정확한 전압안정도 감시를 수행할 수 있다.By analyzing the time series bus voltage values measured by the real-time phaser measuring devices installed on each important bus, it is not necessary to construct measured power generation and load data for all buses as in the conventional tidal current calculation method. Actually measured time series data is analyzed so that the characteristics of the system in operation are reflected and accurate voltage stability monitoring can be performed.
이러한 방법은 ABB사의 특허인 "Voltage instability predictor (VIP)--method and system for performing adaptive control to improve voltage stability in power systems"에서 소개된 방법이 대표적인 것이다. This method is representative of the method introduced in ABB's patent "Voltage instability predictor (VIP)-method and system for performing adaptive control to improve voltage stability in power systems".
이 방법은 한 지역에서의 실시간 전압, 전류 데이터를 이용하여 계통의 전압 불안정 성을 예측하는 알고리즘으로서, 계통의 Zapp(절대임피던스)와 Zth(테브닌등가임피던스)를 구하여, 둘의 비(Ratio)를 관찰하여 계통의 전압 불안정 여부를 판단한다.This method predicts the voltage instability of a system using real-time voltage and current data in a region. It calculates the Zapp (absolute impedance) and Zth (thevenin equivalent impedance) of the system, and the ratio of the two. Observe and determine the voltage instability of the system.
일반적으로 Zapp와 Zth가 같아지는 지점이 계통의 최대 전력 전달 지점(Maximum Power Transfer)으로써 Zth/Zapp 가 1이 되면 계통이 불안정한것으로 판단한다.In general, the point where Zapp and Zth are equal is the maximum power transfer point of the system, and when Zth / Zapp is 1, the system is determined to be unstable.
계통이 정상상황에 있을경우, Zapp가 Zth가 월등하게 커 Zth/Zapp는 거의 0에 가까운 값에 나오게 된다. 하지만 계통이 불안정 상황으로 갈수록 Zth/Zapp는 점점커져서 1에 가까워 지게 되고 1이되면 최종적으로 계통이 붕괴하게 된다는 이론이다When the system is in a normal state, Zapp is much larger than Zth, and Zth / Zapp is near zero. However, as the system becomes unstable, Zth / Zapp becomes larger and closer to 1, and when 1 becomes the system, the system eventually collapses.
도 1은 측정 지점에서의 부하단측 등가임피던스인 Zapp와 송전단측 등가 임피던스인 Zth를 도시한 개략적인 회로도이다.Fig. 1 is a schematic circuit diagram showing Zapp, which is the load-side equivalent impedance at the measurement point, and Zth, which is the equivalent impedance of the transmission end side.
도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, Zapp는 측정된 데이터로 부터 바로 계산이 가능하지만, Zth의 경우에는 측정된 데이터를 축적하여 파라미터 추정기법(ex. Least Square Solution)을 사용하여 계산하게 된다.As can be seen in FIG. 1, Zapp can be calculated directly from the measured data, but in the case of Zth, the measured data is accumulated and calculated using a parameter estimation technique (ex. Least Square Solution).
이 경우, 전송 선로의 한곳에서 데이터를 측정하여 이를 바탕으로 파라미터 추정을 하는데, 이 파라미터 추정 과정은 작은수의 방정식으로 더 많은 미지수를 찾아내는 방법으로써(예를 들어 두개의 방정식으로 4개의 파라미터를 추정), 어느 정도의 데이터 축적이 되어야만 추정이 가능하며, 추정이 되더라도 오차가 크게 발생할 가능성이 존재한다. 따라서 실시간으로 전압안정도를 감시하는데에 있어 문제점을 가지고 있다.In this case, the data is measured at one point of the transmission line and the parameter estimation is performed on the basis of this method. ), It is possible to estimate only when a certain amount of data is accumulated, and there is a possibility that a large error occurs even if it is estimated. Therefore, there is a problem in monitoring the voltage stability in real time.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 실시간으로 전력 계통의 전압 안정도를 감시할 수 있으면서도 오차가 작은 전력 계통 전압 안정도 감시 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a power system voltage stability monitoring method having a small error while monitoring voltage stability of a power system in real time.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 전압 안정도 감시 시스템은 데이터 측정부, 전압 안정도 판단부를 포함한다. 데이터 측정부는 송전 선로 상의 미리 설정된 측정 지점에서의 측정 지점 전압, 전류를 측정하고, 전압 안정도 판단부는 측정된 전압, 전류를 이용하여 측정 지점에서의 부하단측 등가 임피던스를 산출하고, 송전 선로 상의 미리 설정된 송전 지점과 측정 지점 사이의 선로 임피던스, 및 측정 지점 전압, 전류를 이용해 송전 지점에서의 전압, 전류를 산출하고, 송전 지점의 전압, 전류, 및 미리 설정된 발전단의 전압을 이용하여 송전 지점에서의 발전단측 등가 임피던스를 산출하고, 발전단측 등가 임피던스, 및 선로 임피던스를 이용하여 측정 지점에서의 송전단측 등가 임피던스를 산출하며, 측정 지점에서의 송전단측 등가 임피던스와 부하단측 등가 임피던스의 비율을 이용하여 미리 설정된 기준에 따라 측정 지점에서의 전압 안정도를 산출한다. 이와 같은 구성에 의하면, 측정 지점의 데이터 측정값으로 송전 지점의 데이터를 산출하기 때문에 파라미터의 추정이 불필요하므로, 전력 계통 안정도를 해석에 오차가 줄어들게 되고, 파라미터 추정을 위한 데이터 축적 시간이 필요없으므로 실시간으로 전력 계통의 전압 안정 도를 감시할 수 있게 된다.In order to achieve the above object, the voltage stability monitoring system according to the present invention includes a data measuring unit, voltage stability determining unit. The data measuring unit measures the measuring point voltage and current at a predetermined measuring point on the transmission line, and the voltage stability determining unit calculates the load-side equivalent impedance at the measuring point using the measured voltage and current, The line impedance between the set transmission point and the measurement point, and the measurement point voltage and current are used to calculate the voltage and current at the transmission point, and the voltage, current and the preset voltage of the power generation point are used to Calculate the power-end side equivalent impedance of the generator, calculate the power-end side equivalent impedance at the measurement point using the power-end side equivalent impedance, and the line impedance, and use the ratio of the power-end side equivalent impedance and the load-end equivalent impedance at the measurement point. The voltage stability at the measuring point is calculated according to the preset criteria. According to such a configuration, since the data of the transmission point is calculated from the data measured value of the measuring point, parameter estimation is unnecessary, so that the error in analyzing the power system stability is reduced and data accumulation time for parameter estimation is not necessary. This allows monitoring of the voltage stability of the power system.
데이터 측정부는 복수의 송전 선로에 대해 각각 개별 측정 지점 전압, 및 개별 측정 지점 전류를 측정하고, 전압 안정도 산출부는 개별 측정 지점 전압의 평균을 측정 지점 전압으로, 개별 측정 지점 전류의 합을 측정 지점 전류로 각각 이용하여 전압 안정도를 판별할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 보다 광범위한 영역에 대해 보다 정확한 전력 시스템의 안정화를 파악할 수 있게 된다.The data measuring unit measures the individual measuring point voltage and the individual measuring point current for each of the plurality of transmission lines, and the voltage stability calculator measures the average of the individual measuring point voltages as the measuring point voltage and adds the sum of the individual measuring point currents to the measuring point current. The voltage stability can be determined using the According to such a configuration, it becomes possible to grasp a more accurate stabilization of the power system for a wider area.
아울러, 상기 시스템을 방법의 형태로 구현한 발명과 그 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 개시된다.In addition, an invention in which the system is implemented in the form of a method and a computer readable program for executing the method are disclosed.
본 발명에 의하면, 측정 지점의 데이터 측정값으로 송전 지점의 데이터를 산출하기 때문에 파라미터의 추정이 불필요하므로, 전력 계통 안정도를 해석에 오차가 줄어들게 되고, 파라미터 추정을 위한 데이터 축적 시간이 필요없으므로 실시간으로 전력 계통의 전압 안정도를 감시할 수 있게 된다.According to the present invention, since the estimation of the parameter is unnecessary because the data of the transmission point is calculated from the data measured value of the measuring point, the error in the analysis of the power system stability is reduced, and the data accumulation time for parameter estimation is not necessary. The voltage stability of the power system can be monitored.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 전력 시스템 안정화 감시 시스템의 개략적인 블록도이다. 2 is a schematic block diagram of a power system stabilization monitoring system according to the present invention.
도 2에서, 전압 안정도 감시 시스템(100)은 데이터 측정부(110), 전압 안정도 판단부(120)를 포함한다. In FIG. 2, the voltage
데이터 측정부(110)는 송전 선로 상의 미리 설정된 측정 지점에서의 측정 지 점 전압, 전류를 측정한다. 이때, 데이터 측정부(110)는 실시간으로 송전 선로 상의 데이터를 측정하며, PMU를 채용하는 것이 바람직할 것이다.The
도 3은 도 2의 전압 안정도 감시 시스템이 전압 안정도를 감시하는 송전 선로의 개략적인 등가 회로도이다.FIG. 3 is a schematic equivalent circuit diagram of a transmission line in which the voltage stability monitoring system of FIG. 2 monitors voltage stability.
도 3에서, 측정 지점 전압, 및 측정 지점 전류는 각각 V2, 및 I2로 표기 되어 있다.In FIG. 3, the measuring point voltage and measuring point current are denoted by V 2 , and I 2 , respectively.
먼저, 전압 안정도 판단부(120)는 측정된 전압, 전류(V2, I2)를 이용하여, 식(1)에서와 같이, 측정 지점에서의 부하단측 등가 임피던스(Zl)를 산출한다. First, the voltage
여기서 부하단측 등가 임피던스(Zl)는, 도 1, 및 식 (2)에서 확인할 수 있는 바와 같이, Zapp(절대임피던스)이다.Here, the load-side equivalent impedance Z 1 is Zapp (absolute impedance), as can be seen in FIGS. 1 and (2).
이어서, 전압 안정도 판단부(120)는 송전 선로 상의 미리 설정된 송전 지점 과 측정 지점 사이의 선로 임피던스(Zs, ZT), 및 측정 지점 전압, 전류(V2, I2)를 이용해 송전 지점에서의 전압, 전류(V1, I1)를 산출한다. 송전 지점 전압, 전류(V1, I1)는 식(3), 및 식(4)의 관계를 이용하여 구할 수 있다.Subsequently, the voltage
본 발명에서와 같이, 전송 선로 한쪽의 전압 및 전류를 알고 있고, 선로의 임피던스를 알고있다면 위 식을 이용하여 반대쪽의 전압 및 전류를 계산 해 낼 수 있다. 일반적으로 계통의 선로 임피던스는 순간적으로 잘 변화하지 않으므로 위의 사항을 적용하여 적은 수의 측정 위치로부터 더 많은 정보를 얻어 낼 수 있다.As in the present invention, if the voltage and current of one side of the transmission line is known and the impedance of the line is known, the opposite voltage and current can be calculated using the above equation. In general, the line impedance of the system does not change very instantaneously, so the above can be applied to obtain more information from fewer measurement locations.
이어서, 전압 안정도 판단부(120)는 송전 지점의 전압, 전류(V1, I1), 및 미리 설정된 발전단의 전압(Eg)을 이용하여 송전 지점에서의 발전단측 등가 임피던스(Zg)를 산출한다. 여기서, 발전단 전압(Eg)는 일반적으로 1.0pu이다.Subsequently, the voltage
이어서, 전압 안정도 판단부(120)는 발전단측 등가 임피던스(Zg), 및 선로 임피던스를 이용하여, 식(5)에서와 같이, 측정 지점에서의 송전단측 등가 임피던스(Zth)를 산출한다. Subsequently, the voltage
마지막으로, 전압 안정도 판단부(120)는 측정 지점에서의 송전단측 등가 임피던스(Zth)와 부하단측 등가 임피던스(Zl)의 비율을 이용하여 미리 설정된 기준에 따라 측정 지점에서의 전압 안정도를 판단한다.Finally, the voltage
일반적으로 Zapp와 Zth가 같아지는 지점이 계통의 최대 전력 전달 지점(Maximum Power Transfer)으로써 Zth/Zapp 가 1이 되면 계통이 불안정한것으로 판단한다. In general, the point where Zapp and Zth are equal is the maximum power transfer point of the system, and when Zth / Zapp is 1, the system is determined to be unstable.
계통이 정상상황에 있을경우, Zapp가 Zth가 월등하게 커 Zth/Zapp는 거의 0에 가까운 값에 나오게 되지만, 계통이 불안정 상황으로 갈수록 Zth/Zapp는 점점커 져서 1에 가까워 지게 되고 1이되면 최종적으로 계통이 붕괴하게 된다는 이론에 의한 판단이다.When the system is in a normal situation, Zapp is much larger than Zth, and Zth / Zapp is near 0, but as the system becomes unstable, Zth / Zapp becomes larger and closer to 1, and finally becomes 1 The judgment is based on the theory that the system will collapse.
그러나, 안정도 판단 기준은 시스템 관리자에 의해, 1이 아닌 0과 1사이의 다른 값으로도 설정될 수 있고, 0과 1 사이에서 여러 단계로 설정될 수도 있다. However, the stability criterion may be set by the system administrator to another value between 0 and 1, not 1, and may be set in various steps between 0 and 1. FIG.
이와 같은 구성에 의하면, 측정 지점의 데이터 측정값으로 송전 지점의 데이터를 산출하기 때문에 파라미터의 추정이 불필요하므로, 전력 계통 안정도를 해석에 오차가 줄어들게 되고, 파라미터 추정을 위한 데이터 축적 시간이 필요없으므로 실시간으로 전력 계통의 전압 안정도를 감시할 수 있게 된다.According to such a configuration, since the data of the transmission point is calculated from the data measured value of the measuring point, parameter estimation is unnecessary, so that the error in analyzing the power system stability is reduced and data accumulation time for parameter estimation is not necessary. This enables the voltage stability of the power system to be monitored.
위 알고리즘은 한곳에서만 전압, 전류를 측정하더라도 계산해 낼 수 있지만, 계통의 여러 곳에서 정보를 취득하면 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있다. 여러곳의 정보를 이용하여 하나의 결과를 내므로써 계통 광역을 감시할 수 있게된다.The above algorithm can be calculated by measuring voltage and current in only one place, but more accurate results can be obtained by obtaining information from several places in the system. By using multiple pieces of information, a single result can be used to monitor the system wide area.
이에 따라, 데이터 측정부(120)는 복수의 송전 선로에 대해 각각 개별 측정 지점 전압, 및 개별 측정 지점 전류를 측정하고, 전압 안정도 산출부(120)는 개별 측정 지점 전압의 평균을 측정 지점 전압으로, 개별 측정 지점 전류의 합을 측정 지점 전류로 각각 이용하여 전압 안정도를 판별할 수 있다. Accordingly, the
여러곳으로부터 전압 및 전류를 취득하고 이를 이용하여 하나의 작은 축약계통으로 축약하는 것으로서, 이를 위해, 한지역에 있는 전압은 평균을 취하고, 전류는 합을 하여 계산하는 것이다.By taking voltages and currents from several places and using them to abbreviate them into a single, compact system, the voltages in a region are averaged and the currents are summed.
도 4는 복수의 전송 선로를 하나의 등가 전송 선로로 단순화하여 도시한 도면이다.4 is a diagram schematically illustrating a plurality of transmission lines as one equivalent transmission line.
도 4에서, 두 영역 사이의 복수의 전송 선로가 하나의 등가 전송 선로로 대치되어 있다. 등가 전송 선로 상의 전압은 복수의 전송 선로에서 각각 측정된 전압의 평균값이고, 등가 전송 선로 상의 전류는 복수의 전송 선로 각각에서 측정된 전류의 합이다. In Fig. 4, a plurality of transmission lines between two regions are replaced by one equivalent transmission line. The voltage on the equivalent transmission line is an average value of voltages measured in each of the plurality of transmission lines, and the current on the equivalent transmission line is the sum of the currents measured in each of the plurality of transmission lines.
이와 같은 구성에 의하면, 보다 광범위한 영역에 대해 보다 정확한 전력 시스템의 안정화를 파악할 수 있게 된다.According to such a configuration, it becomes possible to grasp a more accurate stabilization of the power system for a wider area.
본 발명에서는 측정된 데이터로 부터 Zth와 Zapp를 모두 바로 계산하여 최대 전력 전달 법칙에 적용하여 계통의 전압 안정성 여부를 판단한다.In the present invention, both Zth and Zapp are immediately calculated from the measured data and applied to the maximum power transfer law to determine whether the system is voltage stable.
일반적으로 전력계통의 선로 임피던스는 모두 알고 있기 때문에, 한 모선(bus)에서 전압과 전류를 측정하면 반대쪽 모선의 전압과 전류를 계산 할수 있다. In general, since the line impedance of the power system is all known, measuring the voltage and current on one bus can calculate the voltage and current of the other bus.
따라서 한곳의 전압, 전류를 측정하면 두곳의 전압, 전류값을 알게 된다. 이 양쪽 전압, 전류 데이터를 이용하여 Zth와 Zapp를 계산하고 Zth와 Zapp값의 비(Ratio)를 관찰함으로써 계통의 전압 안정성을 판별하게된다. Therefore, when one voltage and current is measured, two voltage and current values are known. The voltage stability of the system is determined by calculating Zth and Zapp using both voltage and current data and observing the ratio of Zth and Zapp values.
도 5는 본 발명에 따른 전압 안정도 감시 방법을 수행하기 위한 개략적인 흐름도이다.5 is a schematic flowchart for performing a voltage stability monitoring method according to the present invention.
도 5에서, 먼저, 송전 선로 상의 미리 설정된 측정 지점에서의 측정 지점 전압, 전류를 측정하고(S110), 측정된 전압, 전류를 이용하여 상기 측정 지점에서의 부하단측 등가 임피던스를 산출한다(S120).In FIG. 5, first, a measurement point voltage and current at a predetermined measurement point on a transmission line are measured (S110), and the load-side equivalent impedance at the measurement point is calculated using the measured voltage and current (S120). ).
이어서, 송전 선로 상의 미리 설정된 송전 지점과 상기 측정 지점 사이의 선 로 임피던스를 이용해 상기 송전 지점에서의 전압, 전류를 산출하고(S130), 송전 지점의 전압, 전류, 및 미리 설정된 발전단의 전압을 이용하여 송전 지점에서의 발전단측 등가 임피던스를 산출하며(S140), 발전단측 등가 임피던스, 및 선로 임피던스를 이용하여 상기 측정 지점에서의 송전단측 등가 임피던스를 산출한다(S150).Subsequently, a voltage and a current at the power transmission point are calculated using the line impedance between the preset power transmission point and the measurement point on the power transmission line (S130), and the voltage, current at the power transmission point and the voltage of the preset power generation stage are calculated. The power generation end side equivalent impedance at the transmission point is calculated using the power generation end side equivalent impedance (S140), and the power transmission end side equivalent impedance at the measurement point is calculated using the power generation end side equivalent impedance and the line impedance (S150).
마지막으로, 측정 지점에서의 송전단측 등가 임피던스와 부하단측 등가 임피던스의 비를 이용하여 상기 측정 지점에서의 전압 안정도를 판단한다(S160).Finally, the voltage stability at the measurement point is determined using the ratio of the power supply side equivalent impedance and the load end side equivalent impedance at the measurement point (S160).
전력 계통의 실시간 데이터 측정을 위해, 실시간 데이터 측정장치인 PMU를 사용하여야 하지만, 이 장치는 가격이 비싸 충분하게 설치하기가 어렵다.For real-time data measurement of the power system, PMU, a real-time data measuring device, should be used, but the device is expensive and difficult to install sufficiently.
따라서, 한정된 지역정보만을 이용하여 실시간으로 광역의 전압 안정도를 감시해야한다. 또, 한정된 지역정보만을 사용 할 수 있으므로, 이를 이용하여 최대한 많은 정보를 이끌어 내야한다.Therefore, it is necessary to monitor the voltage stability of the wide area in real time using only limited local information. In addition, only limited local information can be used, so it is necessary to derive as much information as possible.
종래에는 한정된 지역 정보만을 이용하는 대신 부족한 데이터는 추정을 통해 구했다. 하지만, 데이터 추정을 위해서는 시간이 많이 필요하고, 또 오차가 많이 발생했다.In the past, insufficient data was obtained through estimation instead of using only limited area information. However, data estimation requires a lot of time and a lot of errors.
본 발명에서는, 측정된 데이터를 이용해 다른 지역의 데이터를 산출해 낸다. 일반적으로 전력 계통의 선로 임피던스는 모두 알고 있기 때문에, 한 모선(bus)에서 전압과 전류를 측정하면 반대쪽 모선의 전압과 전류를 계산 할수 있다.In the present invention, data of another region is calculated using the measured data. In general, since the line impedance of the power system is known, measuring voltage and current on one bus can calculate the voltage and current of the other bus.
따라서 한곳의 전압, 전류를 측정하면 두곳의 전압, 전류값을 알게 된다. 이 양쪽 전압, 전류 데이터를 이용하여 Zth와 Zapp를 계산하고 Zth와 Zapp값의 비(Ratio)를 관찰함으로써 계통의 전압 안정성을 판별하게된다. Therefore, when one voltage and current is measured, two voltage and current values are known. The voltage stability of the system is determined by calculating Zth and Zapp using both voltage and current data and observing the ratio of Zth and Zapp values.
본 발명은 파라미터 추정 기법을 사용하지 않으므로써 오차를 확연히 줄이며, 데이터 축적이 필요없으므로 실시간으로 전압 안정도를 감시하는데 훨씬 적합하다. The present invention significantly reduces errors by not using a parameter estimation technique, and is more suitable for monitoring voltage stability in real time since no data accumulation is required.
또한, 한곳의 데이터 만이 아닌 여러곳의 데이터를 측정하여 광역의 전압안정도를 감시 할 수 있다. 또한 여러곳의 데이터를 이용하므로써 오차 또한 줄여 나가게된다. In addition, it is possible to monitor the voltage stability of a wide area by measuring not only one data but also several data. In addition, the error can be reduced by using multiple data.
본 발명은 한정된 지역 정보만을 가지고, 실시간으로 광역 전압안정도를 감시하여 계통의 광역 정전을 방지할 뿐만 아니라 전기 품질 향상등에 도 큰 효과를 가져올 것으로 기대된다. The present invention has only limited local information, it is expected to not only prevent wide-area power outage of the system by monitoring the wide-range voltage stability in real time, but also bring great effects in improving the electrical quality.
또한, 국내 전력 계통의 실시간 안정화 제어기술 자립의 효과가 있다. 전기연구원의 자료에 의하면 정전 등 전기품질 저하비용 감소 연간 5천억원, 수도권 전압 불안정에 의한 정전 방지 비용 1,000MW에 약 1천억원, 신규발전투자 절감 연간 1조원, 송배전 손실감소 연간 200억원으로 알려지고 있다. In addition, there is an effect of independence of the real-time stabilization control technology of the domestic power system. According to the data of the Institute of Electrical Research, it is reported that the annual cost of reducing electricity quality such as power outage is reduced by 500 billion won, the cost of preventing power outage due to voltage instability in the Seoul metropolitan area is about 100 billion won, the saving of new generation investment is KRW 1 trillion, and the loss of transmission and distribution loss is 20 billion won per year. .
본 발명이 비록 일부 바람직한 실시예에 의해 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이에 의해 제한되어서는 아니 되고, 특허청구범위에 의해 뒷받침되는 상기 실시예의 변형이나 개량에도 미쳐야 할 것이다.Although the present invention has been described in terms of some preferred embodiments, the scope of the present invention should not be limited thereby, but should be construed as modifications or improvements of the embodiments supported by the claims.
도 1은 측정 지점에서의 부하단측 등가임피던스인 Zapp와 송전단측 등가 임피던스인 Zth를 도시한 개략적인 회로도.1 is a schematic circuit diagram showing Zapp, which is the load-side equivalent impedance at the measurement point, and Zth, which is the transmission impedance-side equivalent impedance;
도 2는 본 발명에 따른 전력 계통 전압 안정화 감시 시스템의 개략적인 블록도. 2 is a schematic block diagram of a power system voltage stabilization monitoring system according to the present invention;
도 3은 도 2의 전압 안정도 감시 시스템이 전압 안정도를 감시하는 송전 선로의 개략적인 등가 회로도.3 is a schematic equivalent circuit diagram of a transmission line in which the voltage stability monitoring system of FIG. 2 monitors voltage stability.
도 4는 복수의 전송 선로를 하나의 등가 전송 선로로 단순화하여 도시한 도면.4 is a simplified illustration of a plurality of transmission lines into one equivalent transmission line.
도 5는 본 발명에 따른 전력 계통 전압 안정도 감시 방법을 수행하기 위한 개략적인 흐름도.5 is a schematic flowchart for performing a power system voltage stability monitoring method according to the present invention.
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