KR100964300B1 - 급전원 훈련시뮬레이션시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력계통을 운영하는 급전원의 훈련을 위한 훈련시뮬레이션시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 전력계통상태와 동일한 조건하에서 실제 전력계통에서의 변화와 유사하게 모의훈련을 할 수 있어 급전원의 능력을 정확하게 평가할 수 있고 훈련시킬 수 있으며, 전력계통의 설비들에 직접 연결되는 자료취득서버 이외에 자료연계서버를 통해 각 지역급전소의 스카다(SCADA)에서 이미 취득한 자료에 대해서는 이를 연계활용하여 자료의 중복취득에 대한 비효율성을 제거할 수 있고, 기타 외부시스템 일 예로, 한국전력거래소의 기상서버(WIS) 등과도 각종 자료를 송수신할 수 있어 전력계통에 관련된 다양하고 정확한 자료를 취득,관리,활용할 수 있고, 훈련시뮬레이션에 사용될 다양한 시나리오와 이벤트를 훈련교관의 설정조건에 연계하여 용이하게 생성할 수 있고, 훈련에 참여하는 급전원 및 훈련교관이 별도의 프로그램 설치 없이도 웹을 통하여 언제 어디서든 자유롭게 접속,사용이 가능하도록 하여 사용자 편의를 증대시킬 수 있고, 훈련시뮬레이션과정에서의 자동발전제어(AGC)에 대한 이행수준을 정확하고 신속하게 평가할 수 있어 향후 운영자료로 활용될 수 있도록 하는 급전원 훈련시뮬레이션시스템에 관한 것이다.
EMS, 급전원훈련, 시뮬레이션

Description

급전원 훈련시뮬레이션시스템{A Dispatcher Training Simulation System}
본 발명은 전력계통을 운영하는 급전원의 훈련을 위한 훈련시뮬레이션시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 전력계통상태와 동일한 조건하에서 실제 전력계통에서의 변화와 유사하게 모의훈련을 할 수 있어 급전원의 능력을 정확하게 평가할 수 있고 훈련시킬 수 있으며, 전력계통의 설비들에 직접 연결되는 자료취득서버 이외에 자료연계서버를 통해 각 지역급전소의 스카다(SCADA)에서 이미 취득한 자료에 대해서는 이를 연계활용하여 자료의 중복취득에 대한 비효율성을 제거할 수 있고, 기타 외부시스템 일 예로, 한국전력거래소의 기상서버(WIS) 등과도 각종 자료를 송수신할 수 있어 전력계통에 관련된 다양하고 정확한 자료를 취득,관리,활용할 수 있고, 훈련시뮬레이션에 사용될 다양한 시나리오와 이벤트를 훈련교관의 설정조건에 연계하여 용이하게 생성할 수 있고, 훈련에 참여하는 급전원 및 훈련교관이 별도의 프로그램 설치 없이도 웹을 통하여 언제 어디서든 자유롭게 접속,사용이 가능하도록 하여 사용자 편의를 증대시킬 수 있고, 훈련시뮬레이션과정에서의 자동발전제어(AGC)에 대한 이행수준을 정확하고 신속하게 평가할 수 있어 향후 운영자료로 활용될 수 있도록 하는 급전원 훈련시뮬레이션시스템에 관한 것이다.
국가 경제성장 및 국민생활수준의 향상에 따라 사용의 편리성과 국가경제성장의 동력인 전력소비는 지속적으로 증가하고 있으며, 전력수요의 증대는 전력계통을 복잡화, 다양화, 대용량화하고 있다. 그러나, 2003년도 북미지역 및 유럽 등지에서 발생한 대규모 정전사고는 전력계통에 대한 자료취득 및 감시제어의 취약성에 기인함은 물론 초기 소규모 사고를 신속하게 감지,대응하지 못해 전 전력계통으로 파급확산된 결과로, 이로 인해 에너지관리시스템에서의 전력계통 운영을 담당하는 급전원에 대한 모의훈련의 중요성이 부각되고 있다.
그러나, 종래 급전원훈련시뮬레이션시스템에 대해서는 체계적인 개발이 진행되어 오지 못하고 있는 실정이며, 단순히 전력계통의 해석을 위한 시뮬레이션시스템, SCADA 운영자를 위한 모의훈련용 시스템(OTS : Operator Training System) 등 지엽적인 부분에 한정된 모의훈련시스템만이 활용되어 오고 있을 뿐, 에너지관리시스템(EMS)전반에 관한 전력계통운영을 담당하는 급전원을 위한 훈련시뮬레이션시스템에 대해서는 개발이 미진한 실정이다.
또한, 기존의 모의훈련시스템의 경우 시뮬레이션이 진행되는 훈련모델이 실제 전력계통과 차이가 발생하기 때문에 급전원의 능력을 평가하거나 훈련의 성과를 도출해내는데 한계가 있음은 물론, 전력계통에 관련된 자료를 취득,관리하는 시스템 역시 비효율적으로 운영되고 있는 문제점이 있었다.
또한, 급전원의 훈련시뮬레이션과정에서의 제어에 대한 평가 특히, 자돌발전제어(AGC)에 대한 이행여부를 신속,정확하게 평가할 수 있는 시스템 자체가 갖추어지지 않았기 때문에 이를 향후 전력계통의 운영자료로 제공할 수 있는 활용성 역시 극히 제한적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 실제 전력계통상태와 동일한 조건하에서 실제 전력계통에서의 변화와 유사하게 모의훈련을 할 수 있어 급전원의 능력을 정확하게 평가할 수 있고 훈련시킬 수 있는 급전원 훈련시뮬레이션시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전력계통의 설비들에 직접 연결되는 자료취득서버 이외에 자료연계서버를 통해 각 지역급전소의 스카다(SCADA)에서 이미 취득한 자료에 대해서는 이를 연계활용하여 자료의 중복취득에 대한 비효율성을 제거할 수 있고, 기타 외부시스템 일 예로, 한국전력거래소의 기상서버(WIS) 등과도 각종 자료를 송수신할 수 있어 전력계통에 관련된 다양하고 정확한 자료를 취득,관리,활용할 수 있는 급전원 훈련시뮬레이션시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 EMS를 위해 취득관리되는 데이터베이스와 연계되어 이를 활용하여 실제 전력계통상태와 동일한 훈련환경조건을 제공할 수 있는 급전원 훈련시뮬레이션시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 훈련시뮬레이션에 사용될 다양한 시나리오와 이벤트를 훈련교관의 설정조건에 연계하여 용이하게 생성할 수 있는 급전원 훈련시뮬레이션시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 훈련에 참여하는 급전원 및 훈련교관이 별도의 프로그램 설치 없이도 웹을 통하여 언제 어디서든 자유롭게 접속,사용이 가능하도록 하여 사용자 편의를 증대시킬 수 있는 급전원 훈련시뮬레이션시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 훈련시뮬레이션과정에서의 자동발전제어(AGC)에 대한 이행수준을 평가할 수 있으며 특히, 자동발전제어의 기본이 되는 발전기의 증감발율 특성값을 정확하게 측정, 분석하고 인적행위 개입을 최대한 배제하여 이행평가의 정확성, 신속성을 담보하여 향후 운영자료로 활용될 수 있도록 하는 급전원 훈련시뮬레이션시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 급전원 훈련시뮬레이션시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련시뮬레이션시스템은 자료취득부와 연계되어 EMS데이터베이스로부터 시뮬레이션에 필요한 자료를 취득하고, 훈련에 참여하는 급전원과 시뮬레이션부를 중계하며 시뮬레이션상황을 감시제어하는 DTS운영부; 급전원 훈련시뮬레이션이 실행되는 시뮬레이션부; 시뮬레이션에 필요한 시나리오와 이벤트를 생성하고, 훈련교관으로부터 입력되는 제어신호에 의해 시뮬레이션상황을 진행관리하는 시뮬레이션관리부; EMS데이터베이스로부터 취득한 자료와 시뮬레이션과정에서 발생하는 자료를 저장하는 DTS데이터베이스;를 포함하며, 상기 DTS운영부는 급전원이 웹서버를 통해 접속할 수 있도록 하는 제2통신모듈과, DTS운영부의 작동전반을 제어하는 중앙처리모듈과, 상기 시뮬레이션부에서 실행되는 시뮬레이션상황을 표시해주는 표시모듈을 포함하고, 상기 시뮬레이션관리부는 훈련교 관이 웹서버를 통해 접속할 수 있도록 하는 제3통신모듈과, 시뮬레이션에 필요한 시나리오와 이벤트를 생성하는 시나리오생성모듈과, 웹서버로부터 입력되는 제어신호에 의해 시뮬레이션상황을 진행관리하는 훈련관리모듈과, 훈련시뮬레이션에서의 제어결과를 평가하는 실시간이행평가부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 급전원 훈련시뮬레이션시스템에 있어서 상기 자료취득부는 발전기나 변전소에 설치된 원격단말장치(RTU)로부터 자료를 직접 취득하여 실시간데이터베이스에 저장하는 자료취득서버와, 각 지역급전소의 스카다(SCADA)나 외부시스템으로부터 자료를 연계 취득하여 실시간데이터베이스에 저장하는 자료연계서버와, 상기 실시간데이터베이스에 저장된 자료 중에서 사용자가 선택한 자료를 주기적으로 추출 저장하여 EMS운영자료로 활용될 수 있게 하는 이력자료관리서버를 포함하고, 상기 이력자료관리서버는 웹서버를 통해 사용자로부터 정보를 입력받는 제1통신모듈과, 상기 실시간데이터베이스로부터 사용자가 선택한 자료를 취득하여 전송하는 자료수집모듈과, 상기 자료수집모듈을 통해 전송된 자료를 이력자료데이터베이스에 저장하고 이를 기초로 사용자가 입력한 연산조건에 따라 연산자료를 생성하는 자료연산모듈과, 상기 이력자료데이터베이스에 저장된 자료를 보관주기에 따라 자동으로 백업하는 백업모듈과, 상기 이력자료데이터베이스에 저장된 자료는 물론 백업된 자료를 조회 및 제공할 수 있도록 하는 자료제공모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 급전원 훈련시뮬레이션시스템에 있어서 상기 실시간이행평가부는 상기 이력자료관리서버와 신호나 데이터 를 주고받을 수 있는 통신모듈; 상기 이력자료관리서버를 통해 연결된 발전기 중 시험대상발전기를 선택하거나 이행평가시험방식을 선택할 수 있는 선택모듈과, 시험하고자 하는 목표출력을 입력할 수 있는 입력모듈과, 시험의 시작과 함께 시험대상발전기에 대한 출력제어신호를 생성하여 상기 통신모듈을 통해 전송하는 발전기제어신호생성모듈과, 상기 출력제어신호에 응동하는 시험대상발전기의 현재출력과 시간데이터를 이용하여 시험대상발전기의 증감발율을 계산하는 연산모듈을 포함하는 중앙제어부; 상기 이력자료관리서버를 통해 연결된 EMS데이터베이스로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 저장하는 데이터베이스부; 상기 이력자료관리서버를 통해 연결된 EMS데이터베이스로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 표시하는 디스플레이부;를 포함하고, 상기 연산모듈에서는 목표출력의 10% 도달시점 응동출력과 목표출력의 90% 도달시점 응동출력의 차의 절대값을 목표출력의 10% 도달시간과 목표출력의 90% 도달시간의 차의 절대값으로 나누어 증감발율을 연산함으로써 발전기의 증감발율을 정확하게 산출하여 자동발전제어 이행수준을 평가할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 실제 전력계통상태와 동일한 조건하에서 실제 전력계통에서의 변 화와 유사하게 모의훈련을 할 수 있어 급전원의 능력을 정확하게 평가할 수 있고 훈련시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 전력계통의 설비들에 직접 연결되는 자료취득서버 이외에 자료연계서버를 통해 각 지역급전소의 스카다(SCADA)에서 이미 취득한 자료에 대해서는 이를 연계활용하여 자료의 중복취득에 대한 비효율성을 제거할 수 있고, 기타 외부시스템 일 예로, 한국전력거래소의 기상서버(WIS) 등과도 각종 자료를 송수신할 수 있어 전력계통에 관련된 다양하고 정확한 자료를 취득,관리,활용할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 EMS를 위해 취득관리되는 데이터베이스와 연계되어 이를 활용하여 실제 전력계통상태와 동일한 훈련환경조건을 제공할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 훈련시뮬레이션에 사용될 다양한 시나리오와 이벤트를 훈련교관의 설정조건에 연계하여 용이하게 생성할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 훈련에 참여하는 급전원 및 훈련교관이 별도의 프로그램 설치 없이도 웹을 통하여 언제 어디서든 자유롭게 접속,사용이 가능하도록 하여 사용자 편의를 증대시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 훈련시뮬레이션과정에서의 자동발전제어(AGC)에 대한 이행수준을 평가할 수 있으며 특히, 자동발전제어의 기본이 되는 발전기의 증감발율 특성값을 정확하게 측정, 분석하고 인적행위 개입을 최대한 배제하여 이행평가의 정확성, 신속성을 담보하여 향후 운영자료로 활용될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
이하에서는 본 발명에 따른 급전원 훈련시뮬레이션(DTS : Dispatcher Training Simulation)시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련시뮬레이션시스템의 구성을 도시한 블럭도이고, 도 2는 자료취득부의 이력자료관리서버의 구성을 도시한 블럭도이고, 도 3은 시뮬레이션관리부의 실시간 이행평가부의 세부구성을 도시한 블럭도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련시뮬레이션시스템은 자료취득부(110)와 연계되어 EMS데이터베이스(30)로부터 시뮬레이션에 필요한 자료를 취득하고, 훈련에 참여하는 급전원과 시뮬레이션부(530)를 중계하며 시뮬레이션상황을 감시제어하는 DTS운영부(510); 급전원 훈련시뮬레이션이 실행되는 시뮬레이션부(530); 시뮬레이션에 필요한 시나리오와 이벤트를 생성하고, 훈련교관으로부터 입력되는 제어신호에 의해 시뮬레이션상황을 진행관리하는 시뮬레이션관리부(550); EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 자료와 시뮬레이션과정에서 발생하는 자료를 저장하는 DTS데이터베이스(570);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 급전원 훈련시뮬레이션시스템의 주요특징들 중의 하나는 에너지관리시스템(EMS : Energy Management System)을 위해 전력계통에 관련되어 취 득,저장,관리되는 데이터베이스를 그대로 전송받아 이를 활용하여 실제 전력계통과 똑같은 환경하에서 급전원 훈련시뮬레이션을 진행할 수 있는 것으로, 이를 위해 전력계통에 관련된 자료를 수집하는 자료취득부(110)와 그 자료를 저장관리하는 EMS데이터베이스(30)의 구성에 대해 먼저 살펴보도록 한다.
상기 자료취득부(110)는 EMS상에서 전력계통에 대한 신속정확한 감시 및 제어와 이를 통한 최적화된 자동발전제어 등의 기능을 수행할 수 있도록 전력계통을 구성하고 있는 각종 전력계통설비들 즉, 발전기, 변전소, 차단기 등의 상태에 관한 정보 즉, 전력계통 데이터를 취득하여 저장 관리할 수 있도록 하는 구성으로, 특히 상기 자료취득부(110)는 발전기나 변전소에 설치된 원격단말장치(RTU : Remote Terminal Unit, 70)로부터 자료를 직접 취득하여 실시간데이터베이스(310)에 저장하는 자료취득서버(111)와, 각 지역급전소의 스카다(SCADA : Supervisory Control and Data Acquisition System, 80)나 외부시스템(90)으로부터 자료를 연계 취득하여 실시간데이터베이스(310)에 저장하는 자료연계서버(113)와, 상기 실시간데이터베이스(310)에 저장된 자료 중에서 사용자가 선택한 자료를 주기적으로 추출,저장,관리하여 EMS 운영자료 등으로 활용될 수 있게 하는 이력자료관리서버(115)를 포함할 수 있다. 상기 자료취득부(110)에서 자료 취득을 위해 사용하는 표준 프로토콜은 디엔피(DNP) 3.0, 아이씨씨피(ICCP), 웹모듈 등이 활용될 수 있다. 상기 자료취득부(110)의 상세 구성에 대해 설명하기 전에 참고로 EMS와 관련된 자료를 저장관리하는 EMS데이터베이스(30)구조에 대해 간략하게 살펴보면, EMS데이터베이스(30)는 크게 전력계통에 대한 실시간 감시 및 제어를 위해 각 발전기나 변전소의 원격 단말장치(RTU, 70)나 각 전력관리처(RCC)로부터 전송되는 원격 계측값과 같은 전력계통의 현재상태를 나타내는 실시간 자료를 저장하는 실시간데이터베이스(310)와, EMS의 계통 응용 프로그램과 발전기제어 운용 프로그램을 지원하기 위한 전력계통설비 모델링, 전력계통연결관계 모델링 등을 지원하는 프로그램용데이터베이스(330)와, EMS에서 수집되고 전송되는 전력계통 감시 및 제어에 관한 모든 자료를 저장,백업한 후 요청에 따라 제공하는 이력자료데이터베이스(350)를 포함하고 있다.
상기 자료취득서버(111)는 발전기나 변전소에 설치된 원격단말장치(RTU, 70)와 접속하여 그로부터 자료를 직접 취득하여 상기 실시간데이터베이스(310)에 저장하는 구성으로, 상기 자료취득서버(111)는 EMS의 호스트서버 등으로부터 자료요청, 제어명령 등의 신호를 수신하고 발전기나 변전소에 설치된 원격단말장치(RTU, 70)로부터 각종 상태정보를 요청,수신하여 EMS의 호스트서버나 실시간데이터베이스(310) 등에 전송,저장하게 되는데, 상기 원격단말장치(RTU, 70)와 자료취득서버(111)와 EMS의 호스트서버나 실시간데이터베이스(310) 간의 데이터통신은 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 데이터 취득장치는 물론 네트워크나 통신회선은 이중화 구조로 설계되는 것이 바람직하다. 상기 자료취득서버(111)에서 자료를 취득하는 방식은 사용자에 의해 설정된 주기에 따라 주기적으로 원격단말장치(RTU, 70)에 자료를 요청하여 취득하는 방식과 원격단말장치(RTU, 70)에서 전력계통 데이터에 변화 발생시 이를 상기 자료취득서버(111)에 전송하는 방식, 사용자의 요청신호가 있는 경우 취득하는 방식 모두가 활용될 수 있다.
상기 자료연계서버(113)는 각 지역급전소의 스카다(SCADA, 80)나 외부시스템(90)으로부터 자료를 연계 취득하여 상기 실시간데이터베이스(310)에 저장하는 구성으로, 상기 자료연계서버(113)는 EMS의 호스트서버 등으로부터 자료요청, 제어명령 등의 신호를 수신하고 각 지역급전소의 스카다(SCADA, 80)나 외부시스템(90)으로부터 각종 상태정보를 요청,수신하여 EMS의 호스트서버나 실시간데이터베이스(310) 등에 전송,저장하게 되는데, 상기 스카다(SCADA, 80)나 외부시스템(90)과 자료연계서버(113)와 EMS의 호스트서버나 실시간데이터베이스(310) 간의 데이터통신은 통신 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 데이터 취득장치는 물론 네트워크나 통신회선은 이중화 구조로 설계되는 것이 바람직하다. 특히, 상기 자료연계서버(113)를 통해서는 외부시스템(90)과 연계되어 외부자료를 송수신할 수 있게 되는데, 일 예로 상기 자료연계서버(113)를 통해 한국전력거래소의 기상서버(WIS)로부터 지역별 지점별 기상정보를 송수신하여 EMS의 호스트서버 등에 제공하여 이를 참조로 효율적인 에너지관리가 가능하도록 보조할 수 있게 된다. 이와 같이 상기 자료취득서버(111) 이외에 상기 자료연계서버(113)를 통해서 자료를 취득할 수 있도록 함으로써 각 지역급전소의 스카다(SCADA, 80)에서 이미 취득한 자료에 대해서는 이를 연계활용하여 자료의 중복취득에 대한 비효율성을 제거할 수 있고, 기타 외부시스템(90) 일 예로, 앞서 설명한 한국전력거래소의 기상서버(WIS) 와도 각종 자료를 송수신할 수 있도록 하여 효율적인 에너지관리를 위한 다양한 자료를 취득,제공할 수 있는 효과를 얻게 된다.
상기 이력자료관리서버(115)는 상기 실시간데이터베이스(310)에 저장된 자료 중에서 사용자가 선택한 자료를 주기적으로 추출,(상기 이력자료데이터베이스(350)에)저장,관리하여 EMS운영자료 등으로 활용될 수 있게 함은 물론 상기 EMS데이터베이스(30)에 저장,관리되는 자료를 타 서버나 타 시스템에 활용될 수 있도록 제공하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 사용자나 타 서버 등으로부터 정보를 입력받는 제1통신모듈(1151)과, 상기 실시간데이터베이스(310)로부터 사용자가 선택한 자료를 취득하여 전송하는 자료수집모듈(1152)과, 상기 자료수집모듈(1152)을 통해 전송된 자료를 이력자료데이터베이스(350)에 저장하고 이를 기초로 사용자가 입력한 연산조건에 따라 연산자료를 생성하는 자료연산모듈(1557)과, 상기 이력자료데이터베이스(350)에 저장된 자료를 보관주기에 따라 자동으로 백업하는 백업모듈(1154)과, 상기 이력자료데이터베이스(350)에 저장되거나 백업된 자료를 포함하여 EMS데이터베이스(30)의 자료를 조회 및 제공할 수 있도록 하는 자료제공모듈(1155)을 포함할 수 있다.
상기 제1통신모듈(1151)은 사용자가 웹서버를 통해 상기 이력자료관리서버(115)에 접속하여 수집자료의 종류, 저장주기, 저장형식 등에 관한 정보를 입력할 수 있도록 하거나 타 서버나 타 시스템과 연계하여 신호나 자료를 연계할 수 있도록 하기 위한 구성으로, 앞서 설명한 데이터송수신을 위한 표준프로토콜을 사용한다. 사용자는 상기 제1통신모듈(1151)을 통해 이력자료관리서버(115)에서 수집할 자료의 종류, 저장주기, 저장형식에 관한 정보 또는 자료연산조건에 관한 정보 또는 자료의 백업에 관련된 보관주기, 저장장소에 관한 정보 또는 타 시스템에 제공되는 자료의 종류, 제공주기, 제공형식에 관한 정 보 등을 입력할 수 있으며, 특히 웹서버에 접속하여 별도의 프로그램 설치 없이 언제 어디서든 자유롭게 입력이 가능하므로 사용자 편의를 증대시킬 수 있게 된다. 또한, 타 서버나 타 시스템에서 전력계통에 관련된 자료를 요청하고 전송받는 과정 역시 상기 제1통신모듈(1151)을 통해 이루어지게 된다.
상기 자료수집모듈(1152)은 상기 실시간데이터베이스(310)로부터 사용자가 선택한 자료를 취득하여 전송하는 구성으로, 상기 자료수집모듈(1152)은 사용자가 수집할 자료에 대한 수집정보를 입력할 때 수집할 자료의 선택을 쉽게 할 수 있도록 상기 실시간데이터베이스(310)로부터 전력계통에 대한 정보를 추출하여 전력계통 스키마파일(*.XML)을 생성하여 이를 상기 제1통신모듈(1151)을 통해 웹화면으로 제공함으로써 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다. 사용자가 수집할 자료의 종류, 저장주기, 저장형식에 관한 정보를 입력하게 되면 수집정보가 정의된 config파일은 상기 자료수집모듈(1152)에 전달되고 상기 자료수집모듈(1152)은 API호출을 통해 상기 실시간데이터베이스(310)에 관련 자료를 요청하여 응답된 자료를 '*.dat'파일로 작성하여 전송하게 된다.
상기 자료연산모듈(1557)은 상기 자료수집모듈(1152)을 통해 전송된 자료(*.dat)를 상기 이력자료데이터베이스(350)에 테이블 형태로 저장하고 또한 이를 기초로 사용자가 입력한 연산조건에 따라 연산자료를 생성하는 구성으로, 사용자는 상기 자료연산모듈(1557)을 통해 상기 이력자료데이터베이스(350)에 저장된 자료에 대해 사용자가 원하는 조건이나 주기에 따라 요약자료(summary data)나 통계자료 등(이를 '연산자료'라 함)을 생성하여 자료를 손쉽게 활용할 수 있도록 할 수 있는데, 연산자료를 생성할 수 있도록 입력되는 연산조건으로는 연산대상 테이블정보(연산에 사용할 자료가 있는 테이블), 연산주기정보(그룹핑할 자료의 주기), 작업정보(작업주기, 활성일시 등), 연산식 등이 있다.
상기 백업모듈(1154)은 상기 이력자료데이터베이스(350)에 저장된 자료를 보관주기에 따라 자동으로 백업하는 구성으로, 상기 보관주기란 수집저장되는 자료가 사용자의 요구에 의해 즉시 조회가 가능하도록 상기 이력자료데이터베이스(350) 상의 메모리에 상존하는 기간으로 상기 보관주기가 경과한 자료는 상기 백업모듈(1154)에 의해 사용자가 지정한 디스크의 공간에 샌(SAN)방식에 의해 백업되어 시스템 공간(디스크)의 활용성과 운영의 효율성을 높이게 된다. 이때 상기 백업모듈(1154)은 백업작업과 관련된 메타데이터를 상기 이력자료데이터베이스(350)에 저장함으로써 사용자 등이 상기 보관주기가 경과한 자료에 대해서도 조회할 수 있도록 한다. 추가적으로 상기 백업모듈(1154)은 백업된 파일을 다른 매체(Optical Disk 등)로 이동시킬 수도 있다.
상기 자료제공모듈(1155)은 상기 이력자료데이터베이스(350)에 저장된 자료(보관주기가 경과하지 않은 자료)나 백업된 자료를 포함하여 EMS데이터베이스(30)의 자료를 조회 및 제공할 수 있도록 하는 구성으로, 상기 자료제공모듈(1155)은 사용자 등의 편의를 위해 상기 제1통신모듈(1151)을 통해 웹화면 등에 상기 EMS데이터베이스(30)에 존재하는 자료의 테이블 리스트를 제공하고 테이블 이름이 클릭되면 테이블 칼럼정보를 팝업으로 제공하여 사용자 등이 조회하고자 하는 테이블을 선택하여 원하는 자료를 조회할 수 있도록 하며, 또한 사용자가 정의한 자료제공에 관 련된 정보(일 예로, 제공대상 시스템정보, 제공대상 테이블정보 등)에 따라 EMS데이터베이스(30)에 저장된 자료를 타 시스템에 제공할 수 있다. 상기 자료제공모듈(1155)은 보관주기가 경과하여 이미 상기 백업모듈(1154)에 의해 백업된 자료에 대한 조회나 제공도 가능하게 하는데, 이는 앞서 설명한 바와 같이 상기 백업모듈(1154)이 백업작업과 관련하여 저장한 메타정보를 바탕으로 이루어지며 조회된 자료는 사용자 등의 요청에 따라 사용자 등의 PC나 다른 저장장치에 엑셀파일로 저장될 수 있다.
이와 같이 상기 이력자료관리서버(115)(내지 자료취득부(110))는 EMS에서의 전력계통감시, 제어정보 등에 관련된 자료를 수집하여 장기적으로 보관하고 또한 외부에서 필요로 하는 정보를 제공하여 EMS운영자료나 기타 전력관리를 위한 자료로 활용될 수 있게 함은 물론, 시스템 운영자 및 사용자가 별도의 프로그램 설치 없이도 웹 등을 통하여 언제 어디서든 자유롭게 사용 가능하도록 하여 사용자 편의를 증대시킬 수 있게 된다.
상기 DTS운영부(510)는 자료취득부(110)와 연계되어 EMS데이터베이스(30)로부터 시뮬레이션에 필요한 자료를 취득하고, 훈련에 참여하는 급전원과 시뮬레이션부(530)를 중계하며 시뮬레이션상황을 감시제어하는 구성으로, 이를 위해 상기 DTS운영부(510)는 상기 자료취득부(110)와 연계되어 신호나 자료를 송수신할 수 있고 급전원(훈련시뮬레이션의 '훈련자'에 해당)이 웹서버를 통해 접속할 수 있도록 하는 제2통신모듈(511)과, DTS운영부(510)의 작동전반을 제어하는 중앙처리모듈(513) 과, 후술하게 될 시뮬레이션부(530)에서 실행되는 시뮬레이션상황을 표시해주는 표시모듈(515)을 포함할 수 있다.
상기 제2통신모듈(511)은 상기 자료취득부(110)와 연계되어 신호나 자료를 송수신할 수 있고 급전원(훈련시뮬레이션의 '훈련자'에 해당)이 웹서버를 통해 접속할 수 있도록 하는 부분으로, 앞서 설명한 데이터송수신을 위한 표준프로토콜을 사용한다. 본 발명의 주요특징들 중의 하나가 EMS을 위해 전력계통에 관련되어 취득,저장,관리되는 데이터베이스를 그대로 전송받아 이를 활용하여 실제 전력계통과 똑같은 환경하에서 급전원 훈련시뮬레이션을 진행할 수 있도록 하는 것이므로, 상기 제2통신모듈(511)은 상기 자료취득부(110)를 통해 EMS데이터베이스(30)에 저장되어 있는 전력계통에 관한 각종 자료를 전송받아 이를 후술하게 될 DTS데이터베이스(570, 보다 구체적으로는 운영용데이터베이스(571))에 저장하고 또한 후술하게 될 시뮬레이션부(530)에서 활용할 수 있도록 한다. 또한, 훈련시뮬레이션의 훈련대상이 되는 훈련자 즉, 급전원은 상기 제2통신모듈(511)을 통해 후술할 시뮬레이션부(530)에서의 시뮬레이션진행상황을 전송받고 그에 따라 계통운영, 자동발전제어, 고장복구 등에 관련된 제어신호를 입력하는 등 시뮬레이션진행과정에서 필요한 신호나 자료를 송수신하여 훈련시뮬레이션에 참여할 수 있게 되는데, 특히 웹서버를 이용해 접속하여 별도의 프로그램 설치 없이 언제 어디서든 자유롭게 송수신이 가능하므로 사용자 편의를 증대시킬 수 있게 된다.
상기 중앙처리모듈(513)은 DTS운영부(510)의 작동전반을 제어하는 부분으로, 상기 제2통신모듈(511)을 통해 송수신되는 각종 신호나 자료를 후술할 시뮬레이션 부(530)나 DTS데이터베이스(570) 등에 분배,저장될 수 있도록 제어하거나 후술할 표시모듈(515)을 통해 표시될 수 있도록 제어하게 된다. 상기 중앙처리모듈(513)로는 중앙처리장치(CPU) 등이 활용될 수 있다.
상기 표시모듈(515)은 상기 제2통신모듈(511)을 통해 취득되는 전력계통상태에 관련된 상황이 화면을 통해 표시될 수 있도록 하거나 시뮬레이션부(530)에서 실행되는 시뮬레이션진행상황, 결과 등이 화면을 통해 표시될 수 있도록 하는 부분으로, DTS운영부(510)에서 전송관리되는 데이터들을 그래픽처리하여 화면에 표시될 수 있도록 하는 그래픽처리모듈이라 할 수 있다. 상기 표시모듈(515)을 통해 표시되는 화면은 웹서버를 통해 훈련자 즉, 급전원도 확인할 수 있게 된다.
상기 시뮬레이션부(530)는 급전원 훈련시뮬레이션 과정이 실제 실행되게 되는 즉, 훈련시뮬레이션 프로그램이 구동되는 부분으로, 상기 DTS운영부(510)를 통해 EMS데이터베이스(30)로부터 취득된 실제 전력계통에 관련된 데이터를 토대로 전력계통에 대한 모델링 작업이 수행되고, 후술하게 될 시뮬레이션관리부(550)를 통해 전송입력되는 훈련시나리오나 이벤트가 실행되고, 상기 DTS운영부(510)를 통해 입력되는 훈련자, 즉 급전원의 입력신호에 따라 시뮬레이션과정이 진행되어 실제 전력계통과 유사한 환경에서 훈련자의 전력계통운영과 제어, 상황대처능력 등을 검증하고 훈련시킬 수 있도록 한다. 상기 시뮬레이션부(530)에서는 전력계통의 운영,제어 등에 관련된 다양한 에플리케이션들이 실제와 동일하게 구동될 수 있어야 하므로, 상기 DTS운영부(510)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30, 특히 프로그램용데 이터베이스(330))에서 다양한 에플리케이션에 공통으로 사용될 수 있는 계통 모델의 데이터베이스를 취득하여 사용하게 된다.
상기 시뮬레이션관리부(550)는 시뮬레이션에 필요한 시나리오와 이벤트를 생성하고, 훈련교관으로부터 입력되는 제어신호에 의해 시뮬레이션상황을 진행관리하는 구성으로, 이를 위해 상기 시뮬레이션관리부(550)는 상기 시뮬레이션부(530)와 연계되어 훈련시뮬레이션 상황과 관련된 신호나 자료를 송수신할 수 있고 훈련교관이 웹서버를 통해 접속하여 제어신호를 전송할 수 있도록 하는 제3통신모듈(551)과, 시뮬레이션에 필요한 시나리오와 이벤트를 생성하는 시나리오생성모듈(553)과, 웹서버로부터 입력되는 제어신호에 의해 시뮬레이션상황을 진행관리하는 훈련관리모듈(555)과, 훈련시뮬레이션에서의 제어결과를 평가하는 실시간이행평가부(557)를 포함할 수 있다.
상기 제3통신모듈(551)은 상기 시뮬레이션부(530)와 연계되어 훈련시뮬레이션 상황과 관련된 신호나 자료를 송수신할 수 있고 훈련교관이 웹서버를 통해 접속하여 제어신호를 전송할 수 있도록 하는 부분으로, 앞서 설명한 데이터송수신을 위한 표준프로토콜을 사용한다. 상기 시뮬레이션관리부(550)는 상기 제3통신모듈(551)을 통해 상기 시뮬레이션부(530)에서 진행되고 있는 훈련시뮬레이션상황에 대한 정보를 수신하고 주기적으로 또는 웹서버를 통해 전송되는 훈련교관의 제어신호에 의해 후술하게 될 시나리오생성모듈(553)에서 생성관리되는 훈련시나리오와 이벤트를 전송하여 훈련시뮬레이션과정이 진행될 수 있게 관리하게 된다. 또 한, 훈련시뮬레이션을 진행하고 관리감독하는 훈련교관은 상기 제3통신모듈(551)을 통해 후술할 시뮬레이션부(530)에서의 시뮬레이션진행상황을 전송받고 그에 따라 시뮬레이션진행과정에서 필요한 신호나 자료 즉, 시뮬레이션진행속도, 이벤트삽입시점과 변경, 시나리오의 변경, 시뮬레이션 정지 등의 제어신호를 송수신하여 훈련시뮬레이션과정을 관리감독하게 되는데, 특히 웹서버를 이용해 접속하여 별도의 프로그램 설치 없이 언제 어디서든 자유롭게 송수신이 가능하므로 사용자 편의를 증대시킬 수 있게 된다.
상기 시나리오생성모듈(553)은 시뮬레이션에 필요한 시나리오와 이벤트를 생성하는 부분이다. 훈련시나리오는 크게 정상상태, 비정상상태, 고장복구상황 등으로 구분할 수 있는데, 정상상태시나리오는 전력계통이 정상적으로 운영되는 상황하에서의 경제급전, 자동발전제어, 원격제어, 전력융통계획, 부하추종, 전압제어 및 무효전력급전, 변전소 및 발전소 운전자와의 통신, 조류계산 및 최적조류계산 등의 과정을 훈련할 수 있도록 하는 훈련시나리오에 관한 것이고, 비정상상태시나리오는 전력계통에 문제가 발생하는 상황 즉, 정전, 다양한 형태의 고장, 부하차단, 통신장애, 발전기트립, 계획되지 않은 릴레이동작 등에서의 대처상황 등을 훈련할 수 있도록 하는 훈련시나리오에 관한 것이고, 고장복구상황시나리오는 정전 이후의 복구절차, 발전기의 계통 재병입, 복구시 계통해석 등을 훈련할 수 있도록 하는 훈련시나리오에 관한 것이다. 훈련시나리오 생성은 후술하게 될 다양한 이벤트나 이벤트그룹을 훈련목적에 맞게 편집하는 과정으로 이루어지는데, 상기 시나리오생성모듈(553)에서는 다양한 이벤트를 편집할 수 있는 기능, 시나리오를 저장하고 호출할 수 있는 기능 등을 제공하여 시나리오를 용이하게 생성할 수 있도록 하게 된다. 이벤트는 시나리오를 구성하는 요소로서 그 정의는 훈련시 사용되는 사고 및 특정사건을 의미하는데, 이벤트의 종류는 크게 지정시간에 일어나는 지정이벤트, 일정조건에 의해 발생하는 조건이벤트, 특정계전기의 동작발생으로 실행할 수 있는 계전기동작이벤트, 교관이 임의로 발생할 수 있는 요구이벤트로 구분할 수 있다. 상기 지정이벤트는 훈련교관이 이벤트발생시간, 이벤트발생기기를 결정한 후 이를 토대로 편집생성되는 이벤트로 시나리오 생성시 편집된 지정이벤트를 선택적용하거나 적용해제를 선택하게 되며, 상기 조건이벤트는 훈련교관이 설정한 조건이 만족되면 발생하는 이벤트로 훈련교관이 다양한 실행조건과 실행내용을 결정한 후 이를 토대로 편집생성되게 된다. 상기 계전기동작이벤트 역시 훈련교관이 지정한 특정계전기와 특정동작을 토대로 편집생성되며, 상기 요구이벤트도 기존 이벤트리스트에 추가되어 있지 않은 새롭게 정의된 이벤트를 훈련교관이 정의하게 되면 그에 따라 편집생성되게 된다.
상기 훈련관리모듈(555)은 훈련시나리오 또는 웹서버를 통해 입력되는 (훈련교관의)제어신호에 의해 시뮬레이션상황을 진행관리하는 부분으로, 상기 시나리오생성모듈(553)에서 생성된 훈련시나리오에 의해 또는 웹서버를 통해 연결된 훈련교관이 입력하는 제어신호에 의해 상기 시뮬레이션부(530)에서 진행되는 훈련시뮬레이션의 시작 및 종료, 시뮬레이션실행속도, 시나리오의 변경, 자동발전제어가 수행되는 주기나 급전원의 제어신호가 전송되는 시간 등의 설정, 훈련시뮬레이션의 정지 및 재시작 등의 진행상황 전반을 진행관리하게 된다. 상기 훈련관리모듈(555)로 는 중앙처리장치(CPU) 등이 활용될 수 있다.
상기 실시간이행평가부(557)는 훈련시뮬레이션에서의 제어결과를 평가하는 부분으로, 상기 시뮬레이션부(530)를 통해 진행된 훈련시뮬레이션에서 급전원에 의해 수행된 자동발전제어, 원격제어, 계통운영 등에 대해 일정한 평가기준을 토대로 훈련결과를 평가하고 그 결과를 상기 DTS운영부(510)에 전송하고 DTS데이터베이스(570)에 저장하도록 한다. 특히 상기 실시간이행평가부(557)는 자동발전제어(AGC)에 의한 이행여부를 실시간으로 정확하게 평가할 수 있는데, 그에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.
상기 DTS데이터베이스(570)는 상기 DTS운영부(510)를 통해 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 자료와 시뮬레이션과정에서 발생하는 자료를 저장관리하는 구성으로, 이를 위해 상기 DTS데이터베이스(570)는 실제 전력계통과 동일한 상황에서 시뮬레이션이 진행될 수 있도록 상기 DTS운영부(510)를 통해 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 전력계통에 관련된 자료를 저장관리하는 운영용데이터베이스(571)와, 훈련시뮬레이션 진행과정에서 발생하는 자료, 훈련시뮬레이션의 결과 및 평가자료 등을 저장관리하는 시뮬레이션데이터베이스(573)를 포함할 수 있다.
상기 운영용데이터베이스(571)는 실제 전력계통과 동일한 상황에서 시뮬레이션이 진행될 수 있도록 상기 DTS운영부(510)를 통해 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 전력계통에 관련된 자료를 저장관리하는 부분으로, 본 발명에서는 상기 시뮬 레이션부(530)에서 실제 전력계통과 동일한 환경에서 시뮬레이션이 수행될 수 있어야 하므로 상기 운영용데이터베이스(571)에는 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 전력계통에 관련된 자료를 기반으로 하여 필요에 따라 추가로 새로운 목록을 기존 데이터베이스 테이블에 병렬형태로 추가하는 방식으로 저장관리하게 된다.
상기 시뮬레이션데이터베이스(573)는 훈련시뮬레이션 진행과정에서 발생하는 자료, 훈련시뮬레이션의 결과 및 평가자료 등을 저장관리하는 부분으로, 상기 시뮬레이션부(530)에서 수행한 전력계통에 대한 모델링 작업결과, 훈련시뮬레이션과정에서 사용된 시나리오, 급전원이 입력한 제어신호, 그에 따른 훈련진행과정 및 결과, 훈련평가결과 등 훈련시뮬레이션과정 전반에 관련된 자료를 저장관리하여 향후 운영자료 등으로 활용될 수 있도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 실시간 이행평가부(557)는 급전원에 대한 훈련시뮬레이션 과정 중 특히 전력계통에 대한 자동발전제어(AGC : Auto Generation Control)의 이행 여부를 실시간으로 평가할 수 있는 것을 특징으로 하는데, 이를 위해 상기 실시간 이행평가부(557)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 이력자료관리서버(115)와 신호나 데이터를 주고받을 수 있는 제4통신모듈(5571); 이력자료관리서버(115)와 원격단말장치(RTU, 70)를 통해 연결된 발전기(72)들 중 시험대상발전기를 선택하거나 이행평가시험방식을 선택할 수 있는 선택모듈(55731)과, 시험하고자 하는 목표출력을 입력할 수 있는 입력모듈(55732)과, 시험의 시작과 함께 시험대상발전기에 대한 출력제어신호를 생성하여 상기 제4통신모듈(5571) 을 통해 전송하는 발전기제어신호생성모듈(55734)과, 상기 출력제어신호에 응동하는 시험대상발전기의 현재출력과 시간데이터를 이용하여 시험대상발전기의 증감발율을 계산하는 연산모듈(55735)을 포함하는 중앙제어부(5573); 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 저장하는 데이터베이스부(5575); 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 표시하는 디스플레이부(5577);를 포함할 수 있다.
상기 제4통신모듈(5571)은 상기 이력자료관리서버(115)와 신호나 데이터를 주고받을 수 있는 인터페이스가 되는 구성으로, 상기 실시간이행평가부(557)는 필요에 따라 별도의 컴퓨터(PC)에서 운영이 가능할 수 있기 때문에 상기 이력자료관리서버(115)를 통해 발전기(72)의 출력제어신호를 발전기(72)로 전송하고 또한 발전기(72)의 현재출력 등과 같은 데이터 역시 이력자료관리서버(115)를 통해 피드백받을 수 있도록 이력자료관리서버(115)와 데이터를 신호나 데이터를 교환할 수 있는 상기 제4통신모듈(5571)과 같은 구성이 더욱 필요하게 된다. 상기 제4통신모듈(5571)에 적용되는 자료취득용 통신 프로토콜로는 아이에스디(ISD : InterSite Data) 등과 같은 통신 프로토콜이 활용될 수 있다.
상기 중앙제어부(5573)는 상기 실시간이행평가부(557)의 작동 전반을 제어하는 구성으로, 이행평가시험을 시작하기 전의 시험준비작업(즉, 상기 제4 통신모듈(5571)을 통해 이력자료관리서버(115)에 접속되면 공급능력, 현재부하 및 계통주파수 값 등을 읽어들여 실시간으로 업데이트 함), 시험의 시작과 종료, 시험과정에서의 각종 제어신호생성 및 시험데이터를 이용한 연산과 평가 등 시스템 전반의 작동을 관장하게 된다. 이를 위해 상기 중앙제어부(5573)로는 중앙처리장치(CPU) 등이 활용될 수 있으며, 상기 중앙제어부(5573)에는 이력자료관리서버(115)를 통해 연결된 발전기(72) 중 시험대상발전기를 선택하거나 이행평가시험방식을 선택할 수 있는 선택모듈(55731)과, 시험하고자 하는 목표출력을 입력할 수 있는 입력모듈(55732)과, 시험의 시작과 함께 시험대상발전기에 대한 출력제어신호를 생성하여 상기 제4통신모듈(5571)을 통해 전송하는 발전기제어신호생성모듈(55734)과, 상기 출력제어신호에 응동하는 시험대상발전기의 현재출력과 시간데이터를 이용하여 시험대상발전기의 증감발율을 계산하는 연산모듈(55735)이 포함될 수 있다.
상기 선택모듈(55731)은 이행평가시험을 시작하기 전 이력자료관리서버(115)를 통해 연결된 발전기(72) 중 시험대상발전기를 선택하거나 이행평가시험방식을 자동모드나 수동모드로 선택하는 기능을 수행하는 부분으로, 상기 선택모듈(55731)을 통해 이력자료관리서버(115)를 통해 연결된 발전기(72)들 중 시험대상발전기를 선택하게 되면 해당 발전기의 자동발전제어 관련 특성데이터 즉, 발전기의 설비용량, 자동발전제어 상한값(LFC Limit Max), 자동발전제어 하한값(LFC Limit Min), 증발율 및 감발율, 현재출력값 등을 이력자료관리서버(115)에 연계된 EMS데이터베이스(30)로부터 읽어들여 후술하게 될 데이터베이스부(5575, 보다 구체적으로는 발 전기저장모듈(55751))에 저장하게 되고, 후술하게 될 디스플레이부(5577, 보다 구체적으로는 발전기표시모듈(55771))에 표시하게 된다. 또한, 상기 선택모듈(55731)을 통해서 이행평가시험의 방식을 자동모드로 수행할지 수동모드로 수행할지를 선택할 수 있는데, 자동모드의 경우 시험개시 후 발전기의 응동출력(발전기에 전송되는 출력제어신호에 응동하는 발전기의 현재출력을 이하 '응동출력'이라 함)이 목표출력의 90%에 도달하면(이에 대한 상세한 설명은 후술함) 자동으로 출력제어신호 전송이 정지되면서 시험을 종료하게 되고, 수동모드의 경우 시험개시 후 발전기의 응동출력이 목표출력의 90%에 도달하기 전이라 하더라도 운영자의 시험정지신호가 전송되면 바로 시험을 종료할 수 있어 상황에 따라 시험을 탄력적으로 운용할 수 있게 된다.
상기 입력모듈(55732)은 이행평가시험을 시작하기 전 시험하고자 하는 목표출력을 입력할 수 있는 부분으로, 상기 입력모듈(55732)을 통해 시험대상발전기에 대한 목표출력을 입력하게 되면 목표출력이 시험대상발전기의 시험시작 전의 현재출력과 비교하여 더 큰 값이면 증발시험으로, 시험대상발전기의 현재출력과 비교하여 더 작은 값이면 감발시험으로 자동으로 인식하게 된다.
또한, 상기 중앙제어부(5573)에는 시험의 시작과 종료시점을 선택할 수 있는 시작정지모듈(55733)이 추가로 포함(별도로 시작정지모듈(55733)이 포함되지 않은 경우는 상기 선택모듈(55731)에서 담당함)될 수 있는데, 상기 시작정지모듈(55733)은 상기 선택모듈(55731)과 입력모듈(55732)을 통해 시험대상발전기의 선택, 시험방식의 선택, 목표출력의 입력 등 시험준비작업이 완료된 이후 이행평가시험을 시 작하게 되는 시점 즉, 시험대상발전기로 출력제어신호를 송출하기 시작하는 시점 및 시험을 정지하게 되는 시점(특히, 수동모드에서 필요하게 됨)을 선택제어할 수 있도록 하게 된다.
상기 발전기제어신호생성모듈(55734)은 시험의 시작과 함께 시험대상발전기에 대한 출력제어신호를 생성하여 상기 제4통신모듈(5571)을 통해 전송하는 부분으로, 상기 실시간이행평가부(557)의 이행평가시험이 수행되기 이전에는 EMS의 자동발전제어(AGC) 또는 상기 시뮬레이션부(530)의 훈련시뮬레이션에서 발전기에 대한 제어신호를 생성하여 전송하게 되나, 이행평가시험이 시작되는 경우에는 상기 실시간이행평가부(557)에서 시험대상발전기에 대한 출력제어신호를 생성하여 제어하게 되고 이를 상기 발전기제어신호생성모듈(55734)이 담당하게 된다. 상기 발전기제어신호생성모듈(55734)에서는 시험시작 전의 시험대상발전기의 현재출력과 상기 입력모듈(55732)을 통해 입력된 목표출력을 비교하여 증발시험인지 감발시험인지를 인지하여 그에 맞게 출력제어신호를 생성,송출하게 되는데, 출력제어신호는 아래 식에 따라 산출될 수 있다.
TatgetMWt = TatgetMWt -1 ± ΔMWRamp Rate ,4 sec
(단, ΔMWRamp Rate ,4 sec = (MWRamp Rate ,1 Min)/15
TatgetMWt : 현재주기의 제어목표값, TatgetMWt -1 : 직전주기의 제어목표값,
ΔMWRamp Rate ,4 sec : 4초당 증감발율, MWRamp Rate ,1 Min : 분당 증감발율)
즉, 출력제어신호는 자동발전제어(AGC) 제어신호가 매 4초마다 전송되는 것 과 동일하게 분당증감발율을 4초당 증감발율로 환산한 후 직전주기의 제어목표값에다 증발 또는 감발 방향에 따라 가감하여 현재주기의 제어목표값을 산출하게 된다. 이 경우 특히 시험 시작시점의 최초의 출력제어신호는 시험대상발전기의 시험시작 직전의 현재출력값으로 산정하여 전송하는데, 이는 갑작스런 제어목표값의 변동에 따른 발전기의 불안정을 방지함과 동시에 출력제어를 현재출력값에서 시작하도록 하여 발전기에 대한 안정적인 출력제어가 가능하도록 하기 위함이다.
상기 연산모듈(55735)은 상기 출력제어신호에 응동하는 시험대상발전기의 현재출력 즉, 응동출력과 시간데이터를 이용하여 시험대상발전기의 증감발율을 계산하는 부분으로, 상기 시작정지모듈(55733)의 시작신호에 의해 이행평가시험이 시작되게 되면 상기 발전기제어신호생성모듈(55734)로부터 생성된 출력제어신호가 상기 이력자료관리서버(115)를 통해 시험대상발전기로 전송되고 시험대상발전기의 응동출력 역시 상기 이력자료관리서버(115)를 통해 피드백되어 후술하게 될 데이터베이스부(5575, 보다 구체적으로는 시험데이터저장모듈(55752))에 저장되고 디스플레이부(5577, 보다 구체적으로는 시험상태표시모듈(55772))에 표시되게 되는데, 상기 연산모듈(55735)에서는 상기 데이터베이스부(5575, 보다 구체적으로는 시험데이터저장모듈(55752))에 저장되는 응동출력과 시간데이터를 이용하여 시험대상발전기의 증감발율을 연산하게 된다. 이 경우 특히 상기 연산모듈(55735)에서 활용하는 증감발율 계산식은 아래와 같다.
RRtest = │MW90 - MW10 │/ │T90 - T10 │
(단, RRtest : 증감발율 측정값[MW/MIN],
T10 : 목표출력의 10% 도달시간[MIN], T90 : 목표출력의 90% 도달시간[MIN],
MW10 : T10시점 출력[MW], MW90 : T90시점 출력[MW])
즉, 상기 실시간이행평가부(557)는 상기 연산모듈(55735)이 시험시작과 동시에 피드백되는 모든 응동출력을 단순히 연산하여 증감발율을 산정하는 것이 아니라, 발전기의 응동지연시간을 고려하여 응동출력이 목표출력의 10% 도달시점부터 목표출력의 90% 도달시점까지의 데이터만을 추출하여 이를 이용해 증감발율을 연산하도록 함으로써, 발전기가 출력제어신호에 응동을 시작한 이후 출력제어신호를 추종하는 구간에서의 증감발율을 산출할 수 있어 시험대상발전기의 증감발 특성을 정확하게 산출할 수 있게 된다. 상기 연산모듈(55735)에서는 산출된 증감발율을 토대로 시험대상발전기의 자동발전제어 보조서비스에 대한 이행여부를 평가하게 되는데, 산출된 증감발율이 신고된 증감발율의 80% 미만인 경우에는 자동발전제어 불이행으로 판단하게 된다. 이와 같이 상기 연산모듈(55735)은 시험대상발전기의 증감발율을 정확하게 산출하여 이행수준을 평가할 수 있어 공정한 전력시장운영을 보장할 수 있도록 한다.
상기 데이터베이스부(5575)는 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 저장하는 메모리(RAM)이나 디스크저장장치 등과 같은 구성으로, 이를 위해 상기 데이터베이 스부(5575)는 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터를 저장하는 발전기저장모듈(55751)과, 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 저장하는 시험데이터저장모듈(55752)을 포함할 수 있다.
상기 발전기저장모듈(55751)에는 앞서 설명한 바와 같이 상기 제4통신모듈(5571)을 통해 이력자료관리서버(115)에 접속이 되면 자동발전제어에 관련된 공급능력, 현재부하, 계통주파수 등을 데이터가 실시간으로 업데이트되어 저장되게 되며, 상기 선택모듈(55731)을 통해 시험대상발전기가 선택되게 되면 역시 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)에 저장되어 있는 해당 발전기에 대한 자동발전제어 관련 특성 데이터 즉, 발전기의 설비용량, 자동발전제어 상한값(LFC Limit Max), 자동발전제어 하한값(LFC Limit Min), 증발율 및 감발율, 현재출력값 등을 상기 EMS데이터베이스(30)로부터 읽어들여 저장되게 된다. 특히, 상기 발전기저장모듈(55751)은 시험시작 직전의 시험대상발전기의 현재출력값을 정확하게 기록저장하여 상기 발전기제어신호생성모듈(55734)에 제공하게 된다.
상기 시험데이터저장모듈(55752)에는 앞서 설명한 바와 같이 시험이 시작되면 상기 발전기제어신호생성모듈(55734)에서 생성되어 이력자료관리서버(115)를 통해 시험대상발전기로 전송되는 출력제어신호와 이력자료관리서버(115)를 통해 피드백되는 출력제어신호에 응동하는 시험대상발전기의 현재출력 즉, 응동출력 및 시간데이터 등이 실시간으로 저장되게 된다. 특히 시험데이터저장모듈(55752)은 시험대 상발전기의 응동출력이 목표출력의 10% 수준에 도달하는 시점의 응동출력(MW10)과 시간데이터(T10), 응동출력이 목표출력의 90% 수준에 도달하는 시점의 응동출력(MW90)과 시간데이터(T90)를 정확하게 기록저장하여 상기 연산모듈(55735)에 제공하게 된다.
상기 디스플레이부(5577)는 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 화면에 표시하는 표시장치와 같은 구성으로, 이를 위해 상기 디스플레이부(5577)는 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터를 표시하는 발전기표시모듈(55771)과, 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 표시하는 시험상태표시모듈(55772)을 포함할 수 있다.
상기 발전기표시모듈(55771)에는 앞서 설명한 바와 같이 상기 제4통신모듈(5571)을 통해 이력자료관리서버(115)에 접속이 되면 자동발전제어에 관련된 공급능력, 현재부하, 계통주파수 등을 데이터가 실시간으로 업데이트되어 표시되게 되며, 상기 선택모듈(55731)을 통해 시험대상발전기가 선택되게 되면 역시 이력자료관리서버(115)를 통해 연계된 EMS데이터베이스(30)에 저장되어 있는 해당 발전기에 대한 자동발전제어 관련 특성 데이터 즉, 발전기의 설비용량, 자동발전제어 상한값(LFC Limit Max), 자동발전제어 하한값(LFC Limit Min), 증발율 및 감발율, 현재출력값 등을 상기 EMS데이터베이스(30)로부터 읽어들여 표시하게 된다.
상기 시험상태표시모듈(55772)에는 앞서 설명한 바와 같이 시험이 시작되면 상기 발전기제어신호생성모듈(55734)에서 생성되어 이력자료관리서버(115)를 통해 시험대상발전기로 전송되는 출력제어신호와 이력자료관리서버(115)를 통해 피드백되는 출력제어신호에 응동하는 시험대상발전기의 현재출력 즉, 응동출력 및 시간데이터 등이 실시간으로 표시되게 된다.
또한, 상기 실시간이행평가부(557)에는 상기 중앙제어부(5573)가 시험결과에 관한 보고서를 작성하는 보고서작성모듈(55736)을 추가로 포함하고, 상기 데이터베이스부(5575)가 상기 보고서작성모듈(55736)에서 작성된 보고서를 저장하는 보고서저장모듈(55753)을 추가로 포함할 수 있으며, 이를 통해 이행평가시험결과를 별도의 보고서형태로 작성, 보관 및 출력할 수 있어 시험결과의 장기보존 및 증빙자료로서의 활용성을 높일 수 있게 된다.
상기 보고서작성모듈(55736)은 상기 실시간이행평가부(557)에 의한 이행평가시험결과를 일목요연하게 정리하여 보고서 형태로 작성하게 되는 부분으로, 시험대상발전기명, 시험일시, 발전기증감발율, 목표출력, 시험과정에서의 응동출력과 시간, 시험결과 산출된 증감발율, 평가결과 등을 항목으로 하여 일목요연하게 정리하여 보고서를 작성하게 된다.
상기 보고서저장모듈(55753)은 상기 보고서작성모듈(55736)을 통해 작성된 시험결과에 관한 보고서를 저장하게 되는 부분으로, 시험결과물인 보고서를 장기간 보관하여 증빙자료나 각종 데이터로 활용할 수 있도록 한다.
이와 같이 상기 실시간이행평가부(557)는 자동발전제어의 기본이 되는 발전기의 증감발율 특성값을 정확하게 측정, 분석하여 해당 발전기의 자동발전제어 이행수준을 평가할 수 있음은 물론 인적행위 개입을 최대한 배제하여 이행평가의 정확성, 신속성을 담보할 수 있게 된다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련시뮬레이션시스템의 구성을 도시한 블럭도
도 2는 자료취득부의 이력자료관리서버의 구성을 도시한 블럭도
도 3은 시뮬레이션관리부의 실시간 이행평가부의 세부구성을 도시한 블럭도
*도면에 사용된 주요부호에 대한 설명
110: 자료취득부, 111: 자료취득서버, 113: 자료연계서버, 115: 이력자료관리서버
30: EMS데이터베이스, 310: 실시간DB, 330: 프로그램용DB, 350: 이력자료DB
510: DTS운영부, 511: 제2통신모듈, 513: 중앙처리모듈, 515: 표시모듈
530: 시뮬레이션부
550: 시뮬레이션관리부, 551: 제3통신모듈, 553: 시나리오생성모듈, 555: 훈련관리모듈, 557: 실시간이행평가부
5571: 통신모듈, 5573: 중앙제어부, 5575: 데이터베이스부, 5577: 디스플레이부
55731: 선택모듈, 55732: 입력모듈, 55733: 시작정지모듈,
55734: 발전기제어신호생성모듈, 55735: 연산모듈, 55736: 보고서작성모듈
55751: 발전기저장모듈, 55752: 시험데이터저장모듈, 55753: 보고서저장모듈
55771: 발전기표시모듈, 55772: 시험상태표시모듈
570: DTS데이터베이스, 571: 운영용DB, 573: 시뮬레이션DB
70: RTU, 71: 변전소, 72: 발전소, 80: 지역급전소, 90: 외부시스템

Claims (3)

  1. 자료취득부와 연계되어 EMS데이터베이스로부터 시뮬레이션에 필요한 자료를 취득하고, 훈련에 참여하는 급전원과 시뮬레이션부를 중계하며 시뮬레이션상황을 감시제어하는 DTS운영부;
    급전원 훈련시뮬레이션이 실행되는 시뮬레이션부;
    시뮬레이션에 필요한 시나리오와 이벤트를 생성하고, 훈련교관으로부터 입력되는 제어신호에 의해 시뮬레이션상황을 진행관리하는 시뮬레이션관리부;
    EMS데이터베이스로부터 취득한 자료와 시뮬레이션과정에서 발생하는 자료를 저장하는 DTS데이터베이스;를 포함하며,
    상기 자료취득부는 발전기나 변전소에 설치된 원격단말장치(RTU)로부터 자료를 직접 취득하여 실시간데이터베이스에 저장하는 자료취득서버와, 각 지역급전소의 스카다(SCADA)나 외부시스템으로부터 자료를 연계 취득하여 실시간데이터베이스에 저장하는 자료연계서버와, 상기 실시간데이터베이스에 저장된 자료 중에서 사용자가 선택한 자료를 주기적으로 추출 저장하여 운영자료로 활용될 수 있게 하는 이력자료관리서버를 포함하고,
    상기 시뮬레이션관리부는 훈련시뮬레이션에서의 제어결과를 평가하는 실시간이행평가부를 포함하며,
    상기 실시간이행평가부는 상기 이력자료관리서버와 신호나 데이터를 주고받을 수 있는 통신모듈; 상기 이력자료관리서버를 통해 연결된 발전기 중 시험대상발전기를 선택하거나 이행평가시험방식을 선택할 수 있는 선택모듈과, 시험하고자 하는 목표출력을 입력할 수 있는 입력모듈과, 시험의 시작과 함께 시험대상발전기에 대한 출력제어신호를 생성하여 상기 통신모듈을 통해 전송하는 발전기제어신호생성모듈과, 상기 출력제어신호에 응동하는 시험대상발전기의 현재출력과 시간데이터를 이용하여 시험대상발전기의 증감발율을 계산하는 연산모듈을 포함하는 중앙제어부; 상기 이력자료관리서버를 통해 연결된 EMS데이터베이스로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 저장하는 데이터베이스부; 상기 이력자료관리서버를 통해 연결된 EMS데이터베이스로부터 취득한 시험대상발전기에 관한 자동발전제어 관련 데이터와 시험의 진행과정에서 생성되는 출력제어신호나 응동출력에 관한 데이터를 표시하는 디스플레이부;를 포함하고,
    상기 연산모듈에서는 목표출력의 10% 도달시점 응동출력과 목표출력의 90% 도달시점 응동출력의 차의 절대값을 목표출력의 10% 도달시간과 목표출력의 90% 도달시간의 차의 절대값으로 나누어 증감발율을 연산함으로써 발전기의 증감발율을 정확하게 산출하여 자동발전제어 이행수준을 평가할 수 있는 것을 특징으로 하는 급전원 훈련시뮬레이션시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이력자료관리서버는 웹서버를 통해 사용자로부터 정보를 입력받는 제1통신모듈과, 상기 실시간데이터베이스로부터 사용자가 선택한 자료를 취득하여 전송하는 자료수집모듈과, 상기 자료수집모듈을 통해 전송된 자료를 이력자료데이터베이스에 저장하고 이를 기초로 사용자가 입력한 연산조건에 따라 연산자료를 생성하는 자료연산모듈과, 상기 이력자료데이터베이스에 저장된 자료를 보관주기에 따라 자동으로 백업하는 백업모듈과, 상기 이력자료데이터베이스에 저장된 자료는 물론 백업된 자료를 조회 및 제공할 수 있도록 하는 자료제공모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 급전원 훈련시뮬레이션시스템.
  3. 삭제
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