KR101126174B1 - Voltage management system and voltage management method - Google Patents

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KR101126174B1 KR1020100093971A KR20100093971A KR101126174B1 KR 101126174 B1 KR101126174 B1 KR 101126174B1 KR 1020100093971 A KR1020100093971 A KR 1020100093971A KR 20100093971 A KR20100093971 A KR 20100093971A KR 101126174 B1 KR101126174 B1 KR 101126174B1
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남수철
신정훈
백승묵
이재걸
김태균
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한국전력공사
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Abstract

PURPOSE: A voltage management system and a voltage management method are provided to control voltage of a broadband system using an excitation system, thereby reducing a voltage control step. CONSTITUTION: A determination part(130) determines reliability of bus line voltage information. A generation part(140) creates voltage comparison information using the bus line voltage information and reference voltage information. A controller(200) creates reactive power output reference information by proportionally integrating the voltage comparison information. A transmission part(310) transmits one or more reactive power sources. A power limiting part creates the reactive power output reference information.

Description

전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법{VOLTAGE MANAGEMENT SYSTEM AND VOLTAGE MANAGEMENT METHOD}Voltage management system and voltage management method {VOLTAGE MANAGEMENT SYSTEM AND VOLTAGE MANAGEMENT METHOD}

본 발명은 전압 관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a voltage management system, and in particular, the present invention relates to a voltage management system and a voltage management method.

발전기의 여자 시스템(Excitation System)은 자동적으로 발전기의 단자 전압을 일정한 전압으로 유지시키기 위해 계자 전류를 조정하여 발전기 고정자 권선에 유기 전압을 발생시킨다.The generator's excitation system automatically generates an induced voltage in the generator stator windings by adjusting the field current to maintain the generator's terminal voltage at a constant voltage.

여자 시스템의 제어기는 일반적으로 3가지 운전 모드를 이용하여 운전하고 있다. 3가지 운전 모드는 자동 전압 조정 모드(Automatic Voltage Regulator : AVR), 자동 역률 조정 모드(Automatic Power Factor Regulator : APFR) 및 무효전력 자동 조정 모드(Automatic Quadratic power Regulator : AQR)를 포함한다. 이때, 자동 전압 조정 모드는 발전기의 단자 전압을 감시하여 단자 전압을 일정하게 유지하기 위해 여자기의 계자전류를 조정한다. 자동 역률 조정 모드는 발전기의 유효 전력과 무효전력을 출력 비를 통하여 운전자가 원하는 일정 역률로 발전기가 운전되도록 여자기의 계자전류를 조정한다. 무효전력 자동 조정 모드는 운전자가 원하는 무효전력 출력을 유지하도록 발전기의 무효전력 출력을 감시하여 여자기의 계자전류를 조정한다.The controller of the excitation system typically operates using three modes of operation. Three operating modes include Automatic Voltage Regulator (AVR), Automatic Power Factor Regulator (APFR), and Automatic Quadratic Power Regulator (AQR). At this time, the automatic voltage adjustment mode monitors the terminal voltage of the generator and adjusts the field current of the exciter to keep the terminal voltage constant. The automatic power factor adjustment mode adjusts the field current of the exciter so that the generator operates at a constant power factor desired by the driver through the output ratio of the active power and the reactive power of the generator. The reactive power automatic adjustment mode adjusts the field current of the exciter by monitoring the generator's reactive power output to maintain the desired reactive power output.

그러나, 자동 전압 조정 모드로 동작하는 발전기는 발전기의 단자 전압만을 일정하게 유지하는 효과를 갖고 있어 광역 계통의 전압 유지에는 큰 효과가 발생하지 않는다. 자동 역률 조정 모드로 동작하는 발전기는 출력되는 유효 전력과 무효전력의 비율을 일정하게 유지하는 효과만 있어 그 효과가 제한적이고, 광역 계통의 전압 유지에는 큰 효과가 발생하지 않는다. 또한, 무효전력 자동 조정 모드로 동작하는 발전기는 현재 계통 상황을 반영하여 동작하지 않고 사용자가 입력한 무효전력 기준을 유지하기 위해 동작하여 광역 계통의 전압 유지에는 적절치 않다.However, the generator operating in the automatic voltage adjustment mode has the effect of keeping only the terminal voltage of the generator constant, so that a large effect does not occur in maintaining the voltage of the wide area system. The generator operating in the automatic power factor adjustment mode has only the effect of maintaining a constant ratio of the output power and the reactive power, and the effect is limited, and the effect of maintaining the voltage of the wide area system is not significant. In addition, the generator operating in the automatic reactive power adjustment mode does not operate to reflect the current system status, but operates to maintain the reactive power reference input by the user, which is not suitable for maintaining the voltage of the wide area system.

이에 따라, 광역 계통의 전압을 조절하기 위해서 많은 연구 및 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이를 위하여 개발된 종래의 방법은 자동 전압 조정 모드로 동작하는 여러 대의 발전기들을 대상으로 광역 계통의 전압 유지를 위한 계통의 무효전력 필요량을 단자 전압 조정 신호로 변경하여 입력하는 방식을 사용하여 왔다. 그러나, 종래의 경우에는 발전기 제어를 위하여 무효전력 필요량을 계산하는 제어기 이외의 추가적으로 단자 전압 조정값을 계산하는 단계를 거쳐야 하므로 제어 로직이 복잡하게 되어 실제 계통에 대한 무효전력 제어의 시간이 지연되는 문제가 발생한다. 또한, 종래의 경우에는 단자 전압 조정값을 계산하기 위한 추가적인 하드웨어 구성으로 인해 불필요한 비용이 발생하는 문제가 발생한다.
Accordingly, many researches and developments are being actively conducted to regulate the voltage of the wide area system. The conventional method developed for this purpose has used a method of changing the input voltage of the reactive power of the system to the terminal voltage adjustment signal for a plurality of generators operating in the automatic voltage adjustment mode to maintain the voltage of the wide area system. However, in the conventional case, since the terminal voltage adjustment value needs to be calculated in addition to the controller that calculates the reactive power required for generator control, the control logic becomes complicated and the time of reactive power control for the actual system is delayed. Occurs. In addition, in the conventional case, an additional hardware configuration for calculating the terminal voltage adjustment value causes a problem of unnecessary cost.

본 발명은 광역 계통의 전압을 제어할 수 있는 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a voltage management system and a voltage management method capable of controlling the voltage of a wide area system.

또한, 본 발명은 무효전력 자동 조정 모드로 사용되는 여자 시스템을 이용하여 광역 계통의 전압을 제어하기 위해 수행하는 제어 단계가 줄어드는 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법을 제공하는 것이다.
In addition, the present invention provides a voltage management system and a voltage management method in which a control step performed to control voltage of a wide area system using an excitation system used in an automatic reactive power adjustment mode is reduced.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전압 관리 시스템이 제공된다.According to one aspect of the invention, a voltage management system is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압 관리 시스템에 있어서, 모선 전압 정보 및 비교 정보를 이용하여 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 판단부; 상기 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보 및 전압 기준 정보를 이용하여 전압 비교 정보를 생성하는 생성부; 상기 전압 비교 정보를 비례 적분하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 제어부; 및 상기 무효전력 출력 기준 정보를 송전 계통 및 마이크로그리드에 포함된 무효전력원 중 적어도 하나로 전송하는 전송부를 포함하는 전압 관리 시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a voltage management system comprising: a determination unit that determines reliability of bus voltage information by using bus voltage information and comparison information; A generator configured to generate voltage comparison information by using the bus voltage information and the voltage reference information which determine the reliability; A controller configured to proportionally integrate the voltage comparison information to generate reactive power output reference information; And a transmission unit transmitting the reactive power output reference information to at least one of a reactive power source included in a transmission grid and a microgrid.

여기서, 상기 제어부는, 대표 모선의 모선 전압 정보와 무효전력 정보 간의 감도를 연산된 비례 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제1 연산 정보를 생성하는 비례 제어부; 및 상기 비례 계수와 적분 시간을 연산된 적분 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제2 연산 정보를 생성하는 적분 제어부를 포함한다.The control unit may include a proportional control unit configured to generate first operation information using a proportional coefficient calculated from the bus voltage information of the representative bus and the reactive power information and the voltage comparison information; And an integration controller configured to generate second operation information using the integral coefficient calculated from the proportional coefficient and the integration time and the voltage comparison information.

그리고, 상기 제어부는, 상기 제1 연산 정보 및 제2 연산 정보를 더하기 연산하여 연산 전압 정보를 생성하는 연산 제어부를 더 포함한다.The control unit may further include an operation control unit configured to add operation of the first operation information and the second operation information to generate operation voltage information.

또한, 상기 제어부는, 상기 연산 전압 정보를 상기 송전 계통 및 상기 마이크로그리드를 포함하는 무효전력원 중 적어도 하나의 운전 범위 정보로 제한하여 상기 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 출력 제한부를 더 포함한다.The control unit may further include an output limiter configured to generate the reactive power output reference information by limiting the operation voltage information to at least one operation range information of the reactive power source including the power transmission system and the microgrid.

한편, 상기 판단부는, 상기 모선 전압 정보와 전압 동작 범위 정보, 계통 이벤트 정보, 초기 전압 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 비교 정보를 비교하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단한다.The determination unit determines the reliability of the bus voltage information by comparing the bus voltage information with the comparison information including at least one of voltage operation range information, system event information, and initial voltage information.

그리고, 상기 생성부는, 상기 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보에서 상기 전압 기준 정보를 빼기 연산하여 전압 비교 정보를 생성한다.The generator generates voltage comparison information by subtracting the voltage reference information from the bus voltage information determining the reliability.

또한, 상기 전송부는 가스 터빈, 소수력 발전기, 열병합 발전기, 풍력 발전기 중 적어도 하나를 포함하는 상기 송전 계통 혹은 상기 마이크로그리드에 포함된 무효전력원의 무효전력 자동 조정 모드로 운전 중인 여자 시스템으로 상기 무효전력 출력 기준 정보를 전송한다.
In addition, the transmission unit is the reactive power to the excitation system that is operating in the reactive power automatic adjustment mode of the power transmission system or at least one of the power grid including the gas turbine, hydropower generator, cogeneration generator, wind power generator in the microgrid. Send output reference information.

그리고, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전압 관리 시스템이 전압을 관리하는 방법이 제공된다.And according to another aspect of the present invention, a method of managing a voltage by a voltage management system is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전압 관리 시스템이 전압을 관리하는 방법에 있어서, (a) 모선 전압 정보와 전압 기준 정보를 비교하여 전압 비교 정보를 생성하는 단계; (b) 상기 전압 비교 정보를 비례 적분하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 단계; 및 (c) 상기 무효전력 출력 기준 정보를 송전 계통 및 마이크로그리드에 포함된 무효전력원 중 적어도 하나로 전송하는 단계를 포함하는 전압 관리 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a method of managing a voltage by a voltage management system, the method comprising: (a) generating voltage comparison information by comparing bus voltage information with voltage reference information; generating reactive power output reference information by proportionally integrating the voltage comparison information; And (c) transmitting the reactive power output reference information to at least one of a reactive power source included in a transmission grid and a microgrid.

그리고, 상기 (b) 단계는, 대표 모선의 모선 전압 정보와 무효전력 정보 간의 감도를 연산된 비례 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제1 연산 정보를 생성하는 단계; 상기 비례 계수와 적분 시간을 연산된 적분 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제2 연산 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제1 연산 정보 및 상기 제2 연산 정보를 이용하여 연산 전압 정보를 생성하는 단계를 포함한다.The step (b) may include: generating first operation information based on a calculated ratio between the bus voltage information of the representative bus and the reactive power information and the voltage comparison information; Generating second arithmetic information by using the proportional coefficient and the integral time calculated from the integral coefficient and the voltage comparison information; And generating operation voltage information by using the first operation information and the second operation information.

또한, 상기 (b) 단계는, 상기 연산 전압 정보를 상기 송전 계통 및 상기 마이크로그리드를 포함하는 무효전력원 중 적어도 하나의 운전 범위 정보로 제한하여 상기 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 단계를 더 포함한다.In addition, the step (b) further includes the step of generating the reactive power output reference information by limiting the operation voltage information to at least one operation range information of the reactive power source including the power transmission system and the microgrid. do.

한편, 상기 (a) 단계는, 상기 모선 전압 정보 및 비교 정보를 이용하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 단계; 및 상기 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보에서 상기 전압 기준 정보를 빼기 연산하여 상기 전압 비교 정보를 생성하는 단계를 포함한다.On the other hand, step (a), the step of determining the reliability of the bus voltage information using the bus voltage information and comparison information; And subtracting the voltage reference information from the bus voltage information determining the reliability to generate the voltage comparison information.

여기서, 상기 모선 전압 정보 및 비교 정보를 이용하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 단계는, 상기 모선 전압 정보와 전압 동작 범위 정보, 계통 이벤트 정보 및 초기 전압 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 비교 정보를 비교하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 단계이다. The determining of the reliability of the bus voltage information by using the bus voltage information and the comparison information may include: comparing information including at least one of the bus voltage information, voltage operation range information, system event information, and initial voltage information. Comparing with the step of determining the reliability of the bus voltage information.

그리고, 상기 (c) 단계는, 상기 무효전력 출력 기준 정보를 가스 터빈, 소수력 발전기, 열병합 발전기, 풍력 발전기 중 적어도 하나를 포함하는 상기 송전 계통 혹은 상기 마이크로그리드에 포함된 무효전력원의 무효전력 자동 조정 모드로 운전 중인 여자 시스템으로 전송하는 단계이다.
In the step (c), the reactive power output reference information is automatically converted into reactive power of a reactive power source included in the power transmission system or the microgrid, which includes at least one of a gas turbine, a hydropower generator, a cogeneration generator, and a wind generator. It is the step of transmitting to the excitation system in operation in the adjustment mode.

본 발명의 실시예에 따른 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법은 광역 계통의 전압을 제어할 수 있다.The voltage management system and the voltage management method according to the embodiment of the present invention can control the voltage of the wide area system.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법은 광역 계통의 전압을 제어하기 위해 수행하는 제어 단계가 줄어들어 신속하게 전압을 제어할 수 있다.In addition, the voltage management system and the voltage management method according to an embodiment of the present invention can reduce the control step performed to control the voltage of the wide-area system can be quickly controlled voltage.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법은 추가적인 장치의 제작 및 설치가 불필요하여 비용을 절감할 수 있다.In addition, the voltage management system and the voltage management method according to the embodiment of the present invention can reduce the cost since it is unnecessary to manufacture and install additional devices.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법은 예상치 못하는 외란이 발생해도 계통 불안정을 예방할 수 있다.
In addition, the voltage management system and the voltage management method according to an embodiment of the present invention can prevent system instability even when an unexpected disturbance occurs.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 시스템의 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 방법을 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.1 is a block diagram illustrating a voltage management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a controller of a voltage management system according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a voltage management method according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view illustrating a voltage management method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 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, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 본 발명에 따른 전압 관리 시스템 및 전압 관리 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the voltage management system and the voltage management method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals Duplicate description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 시스템은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.A voltage management system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a voltage management system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 전압 관리 시스템(100)은 수신부(110), 입력부(120), 판단부(130), 생성부(140), 제어부(200), 전송부(310), 표시부(320) 및 저장부(330)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the voltage management system 100 includes a receiver 110, an inputter 120, a determiner 130, a generator 140, a controller 200, a transmitter 310, and a display 320. And a storage unit 330.

수신부(110)는 모선 전압 측정 장치 및 SCADA/EMS(Supervisory Control and Data Acqisition/Energy Management Systems)와 같은 외부 시스템(도시하지 않음)과 접속하여 전압을 관리하기 위해 필요한 데이터를 수신한다. 즉, 수신부(110)는 모선 전압 측정 장치로부터 모선 전압 정보를 수신한다.The receiver 110 is connected to an external system (not shown) such as a bus voltage measuring device and SCADA / EMS (Supervisory Control and Data Acqisition / Energy Management Systems) to receive data necessary for managing voltage. That is, the receiver 110 receives bus voltage information from the bus voltage measuring apparatus.

이때, 모선 전압 측정 장치는 대표 모선에 접속하여 대표 모선에 흐르는 전압을 측정하여 초기 전압 정보를 생성하고, 초기 전압 정보를 변환하여 모선 전압 정보를 생성한다. 여기서, 초기 전압 정보는 순시값이며, 모선 전압 정보는 실효값일 수 있다.At this time, the bus voltage measuring apparatus connects to the representative bus to measure the voltage flowing through the representative bus to generate initial voltage information, and converts the initial voltage information to generate bus voltage information. Here, the initial voltage information may be an instantaneous value, and the bus voltage information may be an effective value.

여기서는 모선 전압 측정 장치를 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 대표 모선과 접속하여 모선의 전압을 이용하여 모선 전압 정보를 생성하는 있는 장치이면 무관하다. 예를 들어, 모선 전압 정보를 생성하는 장치는 현장 정보 취득 장치(Field Data Measurement Unit : FDMU) 및 위상 측정 장치(Phasor Measurement System : PMU) 중 적어도 하나일 수도 있다.Here, the bus voltage measuring apparatus has been described as an example, but the present invention is not limited thereto, and the bus voltage measuring apparatus may be connected to a representative bus to generate bus voltage information using the bus voltage. For example, the apparatus for generating bus voltage information may be at least one of a field data measurement unit (FDMU) and a phase measurement system (PMU).

수신부(110)는 SCADA/EMS로부터 계통 이벤트 정보를 수신한다. 이때, SCADA/EMS는 대표 모선과 접속하여 대표 모선을 감시 및 제어하고 대표 모선을 감시하는 중에 발생하는 이벤트를 수집하여 계통 이벤트 정보를 생성한다. 여기서, 계통 이벤트 정보는 대표 모선에서 발생한 이벤트를 나타낸다.The receiver 110 receives system event information from SCADA / EMS. At this time, SCADA / EMS connects with the representative bus bar to monitor and control the representative bus bar and collects the events occurring while monitoring the representative bus bar to generate system event information. Here, the system event information indicates an event occurring in the representative mother ship.

입력부(120)는 사용자로부터 숫자 또는 문자와 같은 각종 데이터를 입력받기 위한 수단이다. 입력부(120)는 전압을 관리하기 위해 필요한 데이터를 입력받는다. 즉, 입력부(120)는 사용자로부터 전압 기준 정보 및 대표 모선의 전압 동작 범위 정보를 입력받는다. 여기서, 전압 기준 정보는 대표 모선에서 기준이 되는 전압 정보이며, 전압 동작 범위 정보는 대표 모선에서 발생하는 전압 동작의 범위를 나타낸다.The input unit 120 is a means for receiving various data such as numbers or letters from a user. The input unit 120 receives data necessary for managing voltage. That is, the input unit 120 receives voltage reference information and voltage operating range information of the representative bus bar from the user. Here, the voltage reference information is voltage information which is a reference in the representative bus, and the voltage operation range information indicates a range of voltage operation occurring in the representative bus.

한편, 사용자는 표시부(320)에서 전압 기준 정보 및 전압 동작 범위 정보를 요청하는 사용자 인터페이스(user interface : UI)를 표시하면, 입력부(120)를 통해 전압 기준 정보 및 전압 동작 범위 정보 중 적어도 하나를 입력할 수 있다.Meanwhile, when the user displays a user interface (UI) requesting the voltage reference information and the voltage operation range information on the display unit 320, the user inputs at least one of the voltage reference information and the voltage operation range information through the input unit 120. You can enter

또한, 입력부(120)는 사용자로부터 각종 데이터를 입력받기 사용자 인터페이스로서, 그 구현 방식에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 입력부(120)는 키보드(keyboard), 터치-패드(touch-pad), 마우스(mouse) 및 키-패드(key-pad) 등과 같이 데이터를 입력받을 수 있는 수단이면 무관하다.In addition, the input unit 120 is a user interface for receiving various data from a user, and the implementation thereof is not particularly limited. For example, the input unit 120 may be any means that can receive data such as a keyboard, a touch-pad, a mouse, and a key-pad.

판단부(130)는 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단한다. 다시 말하면, 판단부(130)는 수신부(110)를 통해 수신한 모선 전압 정보와 비교 정보를 비교하여 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단한다. 이렇게 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 이유는 수신부(110)를 통해 수신한 모선 전압 정보가 손상되었거나 오류가 발생하였는지를 판단하기 위해서이다.The determination unit 130 determines the reliability of bus voltage information. In other words, the determiner 130 determines the reliability of the bus voltage information by comparing the bus voltage information received through the receiver 110 with the comparison information. The reason for determining the reliability of the bus voltage information is to determine whether the bus voltage information received through the receiver 110 is damaged or an error occurs.

이때, 비교 정보는 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하기 위해 비교해야 하는 정보이며, 수신부(110)를 통해 수신한 초기 전압 정보와 계통 이벤트 정보 및 입력부(120)를 통해 입력받은 대표 모선의 전압 동작 범위 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In this case, the comparison information is information to be compared to determine the reliability of the bus voltage information, the initial voltage information received through the receiver 110 and the grid event information and the voltage operation range of the representative bus received through the input unit 120 It may include at least one of the information.

그리고, 판단부(130)는 판단한 모선 전압 정보의 신뢰도에 오류가 발생하지 않을 경우에 모선 전압 정보를 생성부(140)에 제공한다. 이때, 판단부(130)는 오류 기준 정보를 이용하여 모선 전압 정보의 신뢰도에 오류 발생 여부를 판단한다. 예를 들어, 모선 전압 정보의 신뢰도가 오류 기준 정보 보다 이하이면 오류가 발생하였다고 판단하고, 모선 전압 정보의 신뢰도가 오류 기준 정보 보다 초과하면 오류가 발생하지 않았다고 판단한다.The determination unit 130 provides the bus voltage information to the generation unit 140 when an error does not occur in the reliability of the bus voltage information. At this time, the determination unit 130 determines whether an error occurs in the reliability of the bus voltage information using the error reference information. For example, if the reliability of the bus voltage information is less than the error reference information, it is determined that an error has occurred. If the reliability of the bus voltage information exceeds the error reference information, it is determined that no error has occurred.

여기서, 오류 기준 정보는 신뢰도의 오류를 판단하기 위해 기준이 되는 정보이며 사용자로부터 입력받거나 미리 설정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램, 확률 모델 등)을 이용하여 설정될 수 있다.Here, the error reference information is information used as a reference for determining an error of reliability and may be input from a user or set using a preset algorithm (for example, a program or a probability model).

한편, 판단부(130)는 모선 전압 정보의 신뢰도에 오류가 발생하면 모선 전압 정보의 손상 및 오류를 수정하여 생성부(140)에 수정한 모선 전압 정보를 제공한다. 또한, 판단부(130)는 모선 전압 정보의 신뢰도에 오류가 발생하면 생성부(140)에 모선 전압 정보를 제공하지 않을 수도 있다.On the other hand, if an error occurs in the reliability of the bus voltage information, the determination unit 130 corrects the damage and error of the bus voltage information and provides the corrected bus voltage information to the generation unit 140. In addition, the determination unit 130 may not provide the bus voltage information to the generation unit 140 when an error occurs in the reliability of the bus voltage information.

생성부(140)는 모선 전압 정보 및 전압 기준 정보를 이용하여 전압 비교 정보를 생성한다. 다시 말하면, 생성부(140)는 판단부(130)에서 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보와 입력부(120)로부터 입력받은 전압 기준 정보를 비교하여 전압 비교 정보를 생성한다.The generator 140 generates voltage comparison information by using bus line voltage information and voltage reference information. In other words, the generation unit 140 generates voltage comparison information by comparing the bus voltage information determined by the determination unit 130 with the voltage reference information received from the input unit 120.

제어부(200)는 전압 비교 정보를 이용하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성한다. 다시 말하면, 제어부(200)는 비례 계수 및 적분 계수를 이용하여 계통에서 필요로 하는 무효전력 출력 기준 정보를 생성한다. 제어부(200)는 비례 계수 및 적분 계수, 전압 비교 정보를 이용하여 연산 전압 정보를 생성한다. The controller 200 generates reactive power output reference information using the voltage comparison information. In other words, the controller 200 generates reactive power output reference information required by the system using the proportional coefficient and the integral coefficient. The controller 200 generates operation voltage information using the proportional coefficient, the integral coefficient, and the voltage comparison information.

그리고, 제어부(200)는 연산 전압 정보를 이용하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성한다. 이때, 무효전력 출력 기준 정보는 송전 계통 및 마이크로그리드에서 출력하는 무효전력의 기준이 되는 정보를 나타낸다. 이러한 제어부(200)는 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.The controller 200 generates reactive power output reference information using the operation voltage information. In this case, the reactive power output reference information represents information that is a reference of reactive power output from the power transmission system and the microgrid. The control unit 200 will be described in detail with reference to FIG. 2.

전송부(310)는 송전 계통 및 마이크로그리드를 구성하는 무효전력원 중 적어도 하나와 접속한다. 전송부(310)는 송전 계통 및 마이크로그리드를 구성하는 무효전력원 중 적어도 하나의 무효전력원으로 무효전력 출력 기준 정보를 전송한다. 여기서, 송전 계통은 다수의 발전모선 및 부하모선으로 구성된 광역 계통이며, 이러한 송전 계통의 계통 전압을 유지하는 주요 무효전력원들은 무효전력 자동 조정 모드로 제어 중인 여자기를 이용하여 단자 전압을 유지시키는 발전기일 수 있다. 예를 들어, 송전 계통은 가스 터빈, 소수력 발전기, 열병합 발전기 및 풍력 발전기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The transmitter 310 is connected to at least one of a reactive power source constituting the power transmission system and the microgrid. The transmitter 310 transmits reactive power output reference information to at least one reactive power source among the reactive power sources constituting the transmission grid and the microgrid. Here, the power transmission system is a wide area system composed of a plurality of power generation buses and load buses, and the main reactive power sources that maintain the system voltage of these power transmission systems are generators that maintain terminal voltage by using an exciter that is controlled by an automatic control mode of reactive power. Can be. For example, the power transmission system may include at least one of a gas turbine, a small hydro power generator, a cogeneration generator, and a wind generator.

마이크로그리드는 광역 계통과 달리 소수의 발전모선 및 부하모선으로 이루어진 독립 계통이며, 마이크로그리드 내부의 전압 유지를 위하여 적어도 하나의 무효전력 조정 모드로 제어 중인 여자기를 이용하여 운전 중인 소규모의 발전기를 포함하고 있다. 예를 들어, 마이크로그리드의 전압을 유지하기 위한 발전기는 가스 터빈, 소수력 발전기, 열병합 발전기 및 풍력 발전기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 송전 계통 및 마이크로그리드에 포함된 무효전력원 중 적어도 하나는 전압 관리 시스템(100)으로부터 수신한 무효전력 출력 기준 정보를 이용하여 전압을 유지시킨다.Microgrids, unlike wide-area systems, are independent systems consisting of a few generation buses and load busbars, and contain small generators in operation using an exciter controlled in at least one reactive power regulation mode to maintain the voltage inside the microgrid. have. For example, a generator for maintaining the voltage of the microgrid may include at least one of a gas turbine, a hydrophobic generator, a cogeneration generator, and a wind generator. In this case, at least one of the reactive power sources included in the power transmission system and the microgrid maintains the voltage using the reactive power output reference information received from the voltage management system 100.

표시부(320)는 전압 관리 시스템(100)의 구성 요소에서 수행하는 과정 및 결과 데이터를 표시한다. 다시 말하면, 표시부(320)는 수신부(110)에서 수신한 모선 전압 정보 및 계통 이벤트 정보를 표시할 수 있다. 표시부(320)는 입력부(120)를 통해 입력받은 전압 기준 정보 및 대표 모선의 전압 동작 범위 정보를 표시할 수 있다. 표시부(320)는 판단부(130)에서 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 과정 및 신뢰도의 오류 발생 여부를 표시할 수 있다. The display unit 320 displays the process and result data performed by the components of the voltage management system 100. In other words, the display unit 320 may display bus line voltage information and grid event information received by the receiver 110. The display unit 320 may display the voltage reference information received through the input unit 120 and the voltage operation range information of the representative bus. The display unit 320 may display a process of determining the reliability of bus voltage information by the determiner 130 and whether an error of the reliability occurs.

그리고, 표시부(320)는 생성부(140)에서 전압 비교 정보를 생성하는 과정 및 전압 비교 정보를 표시할 수 있다. 표시부(320)는 제어부(200)에서 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 과정 및 무효전력 출력 기준 정보를 표시할 수 있다. 또한, 표시부(320)는 저장부(330)에 저장된 데이터를 표시한다.The display unit 320 may display the process of generating the voltage comparison information and the voltage comparison information in the generator 140. The display unit 320 may display the process of generating reactive power output reference information and the reactive power output reference information by the controller 200. In addition, the display 320 displays data stored in the storage 330.

한편, 표시부(320)는 수신부(110), 입력부(120), 판단부(130), 생성부(140), 제어부(200), 전송부(310) 및 저장부(330)에서 오류가 발생하면 오류 발생 사항을 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 표시부(320)를 통해 표시된 오류 발생 사항을 확인하고 대체할 수 있다.On the other hand, the display unit 320, if an error occurs in the receiver 110, the input unit 120, the determination unit 130, the generation unit 140, the control unit 200, the transmission unit 310 and the storage unit 330 Error occurrences can be displayed. Accordingly, the user may check and replace the error occurrence displayed through the display unit 320.

이때, 표시부(320)는 음극선관, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), 유기 발광 장치(Organic Light Emitting Display : OLED), 전기 영동 표시 장치(Electro Phoretic Display : EPD) 및 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel : PDP) 등과 같이 표시하는 장치일 수 있고, 표시하는 장치를 포함하는 컴퓨터일 수 있다.In this case, the display unit 320 includes a cathode ray tube, a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting display (OLED), an electrophoretic display (EPD), and a plasma display panel (Plasma). It may be a display device such as a display panel (PDP) or the like, or may be a computer including a display device.

또한, 표시부(320)는 터치 스크린 등을 이용하여 사용자로부터 데이터를 입력받는 입력 장치와 일체형으로 구현될 수 있다.In addition, the display 320 may be integrated with an input device that receives data from a user using a touch screen.

저장부(330)는 수신부(110), 입력부(120), 판단부(130), 생성부(140), 제어부(200), 전송부(310) 및 표시부(320)에서 생성한 데이터 및 필요한 데이터를 저장한다. The storage unit 330 generates data required by the receiver 110, the inputter 120, the determiner 130, the generator 140, the controller 200, the transmitter 310, and the display 320 and necessary data. Save it.

예를 들어, 저장부(330)는 수신부(110)에서 수신한 모선 전압 정보 및 계통 이벤트 정보를 저장할 수 있다. 저장부(330)는 입력부(120)를 통해 입력받은 전압 기준 정보 및 대표 모선의 전압 동작 범위 정보를 저장할 수 있다. 저장부(330)는 판단부(130)에서 판단한 모선 전압 정보의 신뢰도 및 신뢰도의 오류 발생 여부를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(330)는 생성부(140)에서 생성한 전압 비교 정보를 저장하고, 제어부(200)에서 생성한 무효전력 출력 기준 정보를 저장할 수 있다.For example, the storage unit 330 may store bus line voltage information and grid event information received by the receiver 110. The storage unit 330 may store the voltage reference information received through the input unit 120 and the voltage operation range information of the representative bus. The storage unit 330 may store the reliability of the bus voltage information determined by the determination unit 130 and whether an error of the reliability occurs. The storage unit 330 may store the voltage comparison information generated by the generation unit 140 and store the reactive power output reference information generated by the control unit 200.

한편, 저장부(330)는 수신부(110), 입력부(120), 판단부(130), 생성부(140), 제어부(200), 전송부(310) 및 표시부(320)의 요청에 따라 필요한 데이터를 제공한다. 저장부(330)는 롬(Read Only Memory : ROM), 램(Random Access Memory : RAM) 및 플래시 메모리(Flash memory) 등으로 이루어질 수 있다.
Meanwhile, the storage unit 330 is required according to the request of the receiver 110, the inputter 120, the determiner 130, the generator 140, the controller 200, the transmitter 310, and the display 320. Provide data. The storage unit 330 may include a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a flash memory, and the like.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 시스템의 제어부를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a controller of a voltage management system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 제어부(200)는 비례 제어부(220), 적분 제어부(240), 연산 제어부(260) 및 출력 제한부(280)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the controller 200 includes a proportional controller 220, an integration controller 240, an operation controller 260, and an output limiter 280.

비례 제어부(220)는 대표 모선의 모선 전압 정보와 무효전력 정보 간의 감도 정보를 이용하여 연산된 비례 계수를 입력받는다. 비례 제어부(220)는 생성한 비례 계수와 생성부(140)로부터 제공받은 전압 비교 정보를 이용하여 제1 연산 정보를 생성한다. 이때, 제1 연산 정보는 광역계통의 전압 특성을 대표하는 대표 모선의 전압 유지를 위한 무효전력 출력량일 수 있다.The proportional controller 220 receives a proportional coefficient calculated by using sensitivity information between the bus voltage information and the reactive power information of the representative bus. The proportional controller 220 generates first calculation information by using the generated proportional coefficient and the voltage comparison information provided from the generator 140. In this case, the first operation information may be an amount of reactive power output for maintaining the voltage of the representative bus representing the voltage characteristics of the wide area system.

적분 제어부(240)는 비례 제어부(220)의 출력 및 적분 시간과 미리 입력된 적분 계수를 이용하여 제2 연산 정보를 생성한다. 즉, 적분 제어부(240)는 비례 제어부(220)의 출력 및 적분 시간과 적분 계수를 이용하여 대표 모선의 전압 오차를 줄일 수 있는 무효전력 출력의 조정량인 제2 연산 정보를 생성한다.The integration controller 240 generates the second operation information by using the output of the proportional controller 220, the integration time, and a previously input integration coefficient. That is, the integration controller 240 generates second operation information that is an adjustment amount of the reactive power output that can reduce the voltage error of the representative bus by using the output of the proportional controller 220 and the integration time and the integration coefficient.

이때, 적분 시간은 송전 계통 및 마이크로그리드 중 적어도 하나의 여자기 동작 시간을 이용하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 적분 시간은 여자기의 동작 시간보다 약 10배 정보 느리게 설정된다. 이렇게 적분 시간을 설정하는 이유는 비례 제어부(220) 및 적분 제어부(240)의 동작으로 인한 출력의 헌팅 현상을 예방하기 위함이다.In this case, the integration time may be set using the excitation operation time of at least one of the power transmission system and the microgrid. For example, the integral time is set about 10 times slower than the excitation time. The reason for setting the integration time is to prevent the hunting phenomenon of the output due to the operation of the proportional control unit 220 and the integration control unit 240.

연산 제어부(260)는 제1 연산 정보 및 제2 연산 정보를 이용하여 연산 전압 정보를 생성한다. 즉, 연산 제어부(260)는 제1 연산 정보와 제2 연산 정보를 더하기 연산하여 연산 전압 정보를 생성한다. The operation control unit 260 generates operation voltage information by using the first operation information and the second operation information. That is, the operation control unit 260 generates operation voltage information by performing addition operation on the first operation information and the second operation information.

출력 제한부(280)는 연산 전압 정보를 이용하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성한다. 다시 말하면, 출력 제한부(280)는 연산 전압 정보를 무효전력 출력 기준 정보를 전송할 송전 계통 및 마이크로그리드를 포함하는 무효전력원 중 적어도 하나의 운전 범위 정보로 제한하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성한다. 이때, 운전 범위 정보는 연산 전압 정보를 전송할 송전 계통 및 마이크로그리드를 포함하는 무효전력원 중 적어도 하나인 제어대상 계통의 특성을 나타낸다. 이렇게 운전 범위 정보로 제한하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 이유는 송전 계통 및 마이크로그리드 중 적어도 하나인 제어대상 계통의 운전 범위 안에서 무효전력을 출력하기 위함이다. 예를 들어, 출력 제한부(280)는 리미터(limiter)일 수 있다.The output limiter 280 generates reactive power output reference information using the operation voltage information. In other words, the output limiting unit 280 generates the reactive power output reference information by limiting the operation voltage information to at least one operation range information of a power transmission system to transmit the reactive power output reference information and a reactive power source including a microgrid. . In this case, the operation range information represents a characteristic of a control target system which is at least one of a power transmission system to transmit operational voltage information and a reactive power source including a microgrid. The reason for generating the reactive power output reference information by limiting to the operation range information is to output the reactive power within the operating range of the control target system, which is at least one of the power transmission system and the microgrid. For example, the output limiter 280 may be a limiter.

여기서는 출력 제한부(280)가 제어부(200)에 포함된 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 출력 제한부(280)가 제어부(200)에 포함되어 있지 않고 제어부(200)에서 분리되어 연산 전압 정보를 무효전력 출력 기준 정보를 생성할 수 있다.
Although the output limiting unit 280 is included in the control unit 200 as an example, the present invention is not limited thereto. The output limiting unit 280 is not included in the control unit 200 and is separated from the control unit 200 to calculate the calculation. The voltage information may generate reactive power output reference information.

본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 방법은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.The voltage management method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 관리 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a voltage management method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전압 관리 시스템(100)은 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단한다(S310). 다시 말하면, 전압 관리 시스템(100)의 수신부(110)는 모선 전압 측정 장치로부터 모선 전압 정보 및 초기 전압 정보를 수신하고, SCADA/EMS로부터 계통 이벤트 정보를 수신한다. 입력부(120)는 대표 모선의 전압 동작 범위 정보를 입력받는다. Referring to FIG. 3, the voltage management system 100 determines reliability of bus voltage information (S310). In other words, the receiver 110 of the voltage management system 100 receives bus voltage information and initial voltage information from a bus voltage measuring apparatus and receives grid event information from SCADA / EMS. The input unit 120 receives the voltage operation range information of the representative bus.

판단부(130)는 모선 전압 정보에 오류 및 손상이 발생하였는지를 판단하기 위해 모선 전압 정보를 초기 전압 정보, 계통 이벤트 정보 및 전압 동작 범위 정보를 포함하는 비교 대상과 비교하여 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단한다. 이후, 판단부(130)는 모선 전압 정보의 신뢰도가 오류 기준 정보 보다 초과하면 모선 전압 정보를 생성부(140)로 제공한다. 만약, 판단부(130)는 모선 전압 정보의 신뢰도가 오류 기준 정보 보다 이하이면 모선 전압 정보를 수정하여 생성부(140)로 제공하거나 모선 전압 정보를 생성부(140)로 제공하지 않는다.The determination unit 130 determines the reliability of the bus voltage information by comparing the bus voltage information with a comparison target including initial voltage information, grid event information, and voltage operating range information to determine whether an error or damage occurs in bus voltage information. do. Thereafter, the determination unit 130 provides the bus voltage information to the generation unit 140 when the reliability of the bus voltage information exceeds the error reference information. If the reliability of the bus voltage information is less than the error reference information, the determination unit 130 modifies the bus voltage information to the generation unit 140 or does not provide the bus voltage information to the generation unit 140.

전압 관리 시스템(100)은 모선 전압 정보 및 전압 기준 정보를 이용하여 전압 비교 정보를 생성한다(S320). 즉, 전압 관리 시스템(100)의 생성부(140)는 판단부(130)에서 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보와 입력부(120)로부터 입력받은 전압 기준 정보를 비교하여 전압 비교 정보를 생성한다. 다시 말하면, 판단부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 판단부(130)에서 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보(Vp)와 입력부(120)를 통해 입력받은 전압 기준 정보(Vpref)를 비교하여 전압 비교 정보(?Vp)를 생성한다.The voltage management system 100 generates voltage comparison information using bus line voltage information and voltage reference information (S320). That is, the generation unit 140 of the voltage management system 100 generates voltage comparison information by comparing the bus voltage information determined by the determination unit 130 with the voltage reference information received from the input unit 120. In other words, as illustrated in FIG. 4, the determination unit 130 compares the bus voltage information Vp determined by the determination unit 130 with the voltage reference information Vpref received through the input unit 120 to compare the voltage. Generate comparison information (? Vp).

전압 관리 시스템(100)은 전압 비교 정보를 이용하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성한다(S330). 다시 말하면, 전압 관리 시스템(100)의 비례 제어부(220)는 도 4에 도시된 바와 같이 대표 모선의 모선 전압 정보와 무효전력 정보 간의 감도를 연산하여 선형화한 방정식의 기울기에 해당하는 비례 계수(Kp)를 이용한다. 즉, 비례 제어부(220)는 비례 계수(Kp)를 생성하기 위해 대표 모선에 대하여 QV해석을 이용한다. The voltage management system 100 generates reactive power output reference information by using the voltage comparison information (S330). In other words, the proportional control unit 220 of the voltage management system 100 calculates the sensitivity between the bus voltage information and the reactive power information of the representative bus bar as shown in FIG. ). That is, the proportional controller 220 uses QV analysis for the representative bus bar to generate the proportional coefficient Kp.

비례 제어부(220)는 QV 해석의 결과를 통하여 가상의 송전 계통과 모선 전압 정보 간의 선형 관계를 이용하여 대표모선의 전압 유지를 위한 광역계통의 무효전력 출력 비율을 도출한다. 이때, 기울기는 비례 계수에 해당한다. 이렇게 생성된 비례 계수(Kp)는 테스트베드(Test-Bed)와 현장 시험을 거쳐 상세 조정 과정을 통해 최종 결정된다.The proportional control unit 220 derives the ratio of the reactive power output of the wide area system for maintaining the voltage of the representative bus by using the linear relationship between the virtual transmission system and the bus voltage information through the result of the QV analysis. At this time, the slope corresponds to a proportional coefficient. The generated proportional coefficient Kp is finally determined through a test bed and a field test and then finely adjusted.

이후, 비례 제어부(220)는 비례 계수와 전압 비교 정보를 곱하기 연산하여 제1 연산 정보를 생성한다.Thereafter, the proportional controller 220 generates the first operation information by multiplying the proportional coefficient and the voltage comparison information.

그리고, 적분 제어부(240)는 비례 제어부(220)의 출력 및 적분 시간을 이용하여 적분 계수를 이용하여 제2 연산 정보를 생성한다. 다시 말하면, 적분 제어부(240)는 도 4에 도시된 바와 같이 비례 계수(Kp)와 적분 시간(Ti)간의 곱하기 연산을 통해 연산된 적분계수(Ki)를 입력받는다. 이러한 적분 제어부(240)는 송전 계통 및 마이크로그리드에서 발생하는 정상 상태 오차를 줄여 송전 계통 및 마이크로그리드의 정밀도를 향상시킬 수 있다.The integration controller 240 generates the second operation information by using the integration coefficient by using the output of the proportional controller 220 and the integration time. In other words, the integration controller 240 receives the integration coefficient Ki calculated through the multiplication operation between the proportional coefficient Kp and the integration time Ti as shown in FIG. 4. The integration control unit 240 may improve the precision of the power transmission system and the microgrid by reducing the steady state error occurring in the power transmission system and the microgrid.

적분 제어부(240)에서 생성된 적분 계수(Ki)는 송전 계통의 크기와 비선형적인 특성으로 인하여 정확한 전달 함수를 도출할 수 없으므로 정확하게 도출할 수 없다. 이에 따라, 생성된 적분 계수(Ki)는 테스트베드(Test-Bed)와 현장 시험을 거쳐 상세 조정 과정을 통해 최종 결정한다.The integral coefficient Ki generated by the integration controller 240 cannot be accurately derived because the exact transfer function cannot be derived due to the size and nonlinear characteristic of the power transmission system. Accordingly, the generated integration coefficient Ki is finally determined through a test bed and a field test and then finely adjusted.

적분 제어부(240)는 전압 비교 정보를 적분하여 제2 연산 정보를 생성한다. 즉, 적분 제어부(240)는 비례 제어부(220)의 출력 및 적분 시간과 적분 계수를 이용하여 전압 비교 정보를 적분해서 대표 모선의 전압 오차를 줄일 수 있는 무효전력 출력의 조정량인 제2 연산 정보를 생성한다.The integration controller 240 generates the second operation information by integrating the voltage comparison information. That is, the integration controller 240 integrates the voltage comparison information by using the output of the proportional controller 220 and the integration time and the integration coefficient to reduce the voltage error of the representative bus bar, thereby calculating the second operation information. Create

연산 제어부(260)는 제1 연산 정보 및 제2 연산 정보를 이용하여 연산 전압 정보를 생성한다. 즉, 연산 제어부(260)는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 연산 정보와 제2 연산 정보를 더하기 연산하여 연산 전압 정보를 생성한다.The operation control unit 260 generates operation voltage information by using the first operation information and the second operation information. That is, the operation control unit 260 generates operation voltage information by performing addition operation on the first operation information and the second operation information as shown in FIG. 6.

이후, 출력 제한부(280)는 연산 전압 정보를 송전 계통 및 마이크로그리드 중 적어도 하나인 제어대상 계통의 운전 범위로 제한하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성한다. 즉, 출력 제한부(280)는 도 4에 도시된 바와 같이 운전 범위 정보를 최대 1, 최소 -1로 제한한다. 출력 제한부(280)는 연산 전압 정보를 최대 1 및 최소 -1인 운전 범위 정보로 제한하여 무효전력 출력 기준 정보(Qref)를 생성한다. 출력 제한부(280)의 최대 및 최소값은 제어대상 계통의 특성에 맞게 조정될 수 있다.Then, the output limiting unit 280 generates the reactive power output reference information by limiting the operation voltage information to the operating range of the control target system, which is at least one of the power transmission system and the microgrid. That is, the output limiting unit 280 limits the driving range information to a maximum of 1 and a minimum of -1 as shown in FIG. 4. The output limiter 280 generates the reactive power output reference information Qref by limiting the operation voltage information to driving range information having a maximum of 1 and a minimum of -1. The maximum and minimum values of the output limiting unit 280 may be adjusted according to the characteristics of the control target system.

전압 관리 시스템(100)은 송전 계통 및 마이크로그리드를 구성하는 무효전력원 중 적어도 하나의 무효전력원으로 무효전력 출력 기준 정보를 전송한다(S340). 즉, 전압 관리 시스템(100)의 전송부(310)는 송전 계통의 발전기, 마이크로그리드의 가스 터빈, 소수력 발전기, 열병합 발전기 및 풍력 발전기 중 적어도 하나로 무효전력 출력 기준 정보를 전송한다.The voltage management system 100 transmits reactive power output reference information to at least one reactive power source among the reactive power sources constituting the power transmission system and the microgrid (S340). That is, the transmission unit 310 of the voltage management system 100 transmits reactive power output reference information to at least one of a power generator, a microgrid gas turbine, a hydropower generator, a cogeneration generator, and a wind generator.

이때, 송전 계통 및 마이크로그리드는 전압 관리 시스템(100)으로부터 수신한 무효전력 출력 기준 정보를 이용하여 무호전력 자동 조정 모드로 제어 중인 여자기에서 출력할 무효전력을 제어한다.
At this time, the power transmission system and the microgrid control the reactive power to be output from the exciter being controlled in the no-power automatic adjustment mode by using the reactive power output reference information received from the voltage management system 100.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

100 : 전압 관리 시스템
130 : 판단부
140 : 생성부
200 : 제어부
220 : 비례 제어부
240 : 적분 제어부
260 : 연산 제어부
280 : 출력 제한부100: voltage management system
130: judgment unit
140: generation unit
200:
220: proportional control
240: integral control unit
260: operation control unit
280: output limit

Claims (13)

전압 관리 시스템에 있어서,
모선 전압 정보 및 비교 정보를 이용하여 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 판단부;
상기 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보 및 전압 기준 정보를 이용하여 전압 비교 정보를 생성하는 생성부;
상기 전압 비교 정보를 비례 적분하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 제어부; 및
상기 무효전력 출력 기준 정보를 송전 계통 및 마이크로그리드에 포함된 무효전력원 중 적어도 하나로 전송하는 전송부를 포함하고,
상기 제어부는,
대표 모선의 모선 전압 정보와 무효전력 정보 간의 감도를 연산된 비례 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제1 연산 정보를 생성하는 비례 제어부,
상기 비례 계수와 적분 시간을 연산한 적분 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제2 연산 정보를 생성하는 적분 제어부,
상기 제1 연산 정보 및 제2 연산 정보를 더하기 연산하여 연산 전압 정보를 생성하는 연산 제어부 및
상기 연산 전압 정보를 상기 송전 계통 및 상기 마이크로그리드를 포함하는 무효전력원 중 적어도 하나의 운전 범위 정보로 제한하여 상기 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 출력 제한부를 더 포함하고,
상기 판단부는 상기 모선 전압 정보와 전압 동작 범위 정보, 계통 이벤트 정보, 초기 전압 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 비교 정보를 비교하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하고,
상기 생성부는 상기 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보에서 상기 전압 기준 정보를 빼기 연산하여 전압 비교 정보를 생성하고,
상기 전송부는 가스 터빈, 소수력 발전기, 열병합 발전기, 풍력 발전기 중 적어도 하나를 포함하는 상기 송전 계통 혹은 상기 마이크로그리드에 포함된 무효전력원의 무효전력 자동 조정 모드로 운전 중인 여자 시스템으로 상기 무효전력 출력 기준 정보를 전송하는 전압 관리 시스템.
In a voltage management system,
A determination unit determining reliability of bus voltage information by using bus voltage information and comparison information;
A generator configured to generate voltage comparison information by using the bus voltage information and the voltage reference information which determine the reliability;
A controller configured to proportionally integrate the voltage comparison information to generate reactive power output reference information; And
A transmission unit configured to transmit the reactive power output reference information to at least one of a reactive power source included in a transmission grid and a microgrid,
The control unit,
A proportional controller configured to generate first operation information by using the proportional coefficient calculated from the bus voltage information of the representative bus and the reactive power information and the voltage comparison information;
An integration controller configured to generate second operation information using the integral coefficient obtained by calculating the proportional coefficient and the integral time and the voltage comparison information;
An operation control unit for generating operation voltage information by adding the first operation information and the second operation information;
And an output limiting unit configured to generate the reactive power output reference information by limiting the operation voltage information to at least one operation range information of the reactive power source including the transmission grid and the microgrid.
The determination unit determines the reliability of the bus voltage information by comparing the bus voltage information with the comparison information including at least one of voltage operation range information, system event information, initial voltage information,
The generation unit generates voltage comparison information by subtracting the voltage reference information from the bus voltage information determining the reliability,
The transmission unit is based on the reactive power output to the excitation system operating in the automatic power control mode of the reactive power of the reactive power source included in the micro grid or the power transmission system including at least one of a gas turbine, hydropower generator, cogeneration generator, wind power generator Voltage management system to transmit information.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 전압 관리 시스템이 전압을 관리하는 방법에 있어서,
(a) 모선 전압 정보와 전압 기준 정보를 비교하여 전압 비교 정보를 생성하는 단계;
(b) 상기 전압 비교 정보를 비례 적분하여 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 단계; 및
(c) 상기 무효전력 출력 기준 정보를 송전 계통 및 마이크로그리드 중 적어도 하나로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 (b) 단계는,
대표 모선의 모선 전압 정보와 무효전력 정보 간의 감도를 연산된 비례 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제1 연산 정보를 생성하는 단계,
상기 비례 계수와 적분 시간을 연산한 적분 계수 및 상기 전압 비교 정보를 이용하여 제2 연산 정보를 생성하는 단계,
상기 제1 연산 정보 및 상기 제2 연산 정보를 이용하여 연산 전압 정보를 생성하는 단계 및
상기 연산 전압 정보를 상기 송전 계통 및 상기 마이크로그리드를 포함하는 무효전력원 중 적어도 하나의 운전 범위 정보로 제한하여 상기 무효전력 출력 기준 정보를 생성하는 단계를 포함하는 전압 관리 방법.
In the voltage management system how to manage the voltage,
(a) comparing the bus voltage information with the voltage reference information to generate voltage comparison information;
generating reactive power output reference information by proportionally integrating the voltage comparison information; And
(c) transmitting the reactive power output reference information to at least one of a transmission grid and a microgrid;
In step (b),
Generating first operation information by using the calculated proportional coefficient and the voltage comparison information to calculate a sensitivity between bus voltage information and reactive power information of a representative bus;
Generating second operation information using the integral coefficient obtained by calculating the proportional coefficient and the integral time and the voltage comparison information;
Generating operation voltage information using the first operation information and the second operation information; and
Generating the reactive power output reference information by limiting the operational voltage information to at least one operation range information of the reactive power source including the power transmission system and the microgrid.
삭제delete 삭제delete 제8 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
상기 모선 전압 정보 및 비교 정보를 이용하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 단계; 및
상기 신뢰도를 판단한 모선 전압 정보에서 상기 전압 기준 정보를 빼기 연산하여 상기 전압 비교 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 관리 방법.
The method of claim 8,
In step (a),
Determining the reliability of the bus voltage information by using the bus voltage information and the comparison information; And
And subtracting the voltage reference information from the bus voltage information having determined the reliability to generate the voltage comparison information.
제11 항에 있어서,
상기 모선 전압 정보 및 비교 정보를 이용하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 단계는,
상기 모선 전압 정보와 전압 동작 범위 정보, 계통 이벤트 정보 및 초기 전압 정보 중 적어도 하나를 포함하는 상기 비교 정보를 비교하여 상기 모선 전압 정보의 신뢰도를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 전압 관리 방법.
The method of claim 11, wherein
Determining the reliability of the bus voltage information by using the bus voltage information and comparison information,
And comparing the bus voltage information with the comparison information including at least one of voltage operation range information, system event information, and initial voltage information, and determining reliability of the bus voltage information.
제 8항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 무효전력 출력 기준 정보를 가스 터빈, 소수력 발전기, 열병합 발전기, 풍력 발전기 중 적어도 하나를 포함하는 상기 송전 계통 혹은 상기 마이크로그리드에 포함된 무효전력원의 무효전력 자동 조정 모드로 운전 중인 여자 시스템으로 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 전압 관리 방법.The method of claim 8,
In step (c),
The reactive power output reference information is transmitted to an excitation system operating in the reactive power automatic adjustment mode of the reactive power source included in the microgrid or the power transmission system including at least one of a gas turbine, a hydropower generator, a cogeneration generator, and a wind generator. Voltage management method, characterized in that the step of doing.
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