KR101735159B1

KR101735159B1 - Apparatus and method for estimating online load model of electric power system

Info

Publication number: KR101735159B1
Application number: KR1020140117185A
Authority: KR
Inventors: 고백경; 이재걸; 안용호; 신정훈; 한상욱; 권영훈; 남수철; 송지영
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2017-05-12
Also published as: KR20160028281A

Abstract

본 발명은 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 변전소 내 전력측정기기로부터 실시간으로 취득된 원시 데이터를 취득하는 데이터 취득부; 취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별하는 데이터 선별부; 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행하는 데이터 정보 취득부; 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 데이터 유효성 판단부; 및 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 부하모델 파라미터 산정부;를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for calculating an on-line load model of a power system, comprising: a data acquisition unit for acquiring raw data acquired in real time from a power measuring device in a substation; A data sorting unit for sorting accident data from the obtained raw data; A data information acquiring unit for performing preprocessing of the selected accident data; A data validity determining unit that determines whether the preprocessed incident data satisfies a predetermined condition; And a load model parameter estimating section for estimating a parameter of the load model when the accident data satisfies predetermined conditions.

Description

전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING ONLINE LOAD MODEL OF ELECTRIC POWER SYSTEM}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING ONLINE LOAD MODEL OF ELECTRIC POWER SYSTEM [0002]

본 발명은 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 온라인을 통해 다수개의 전력측정기기로부터 실시간 취득한 데이터 중 부하모델 산정에 필요한 데이터를 선별 및 취득할 수 있도록 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for calculating an on-line load model of a power system, and more particularly, to a system and method for calculating an on-line load model of a power system, which can select and acquire data necessary for calculating a load model, And a method thereof.

전력계통에서 발생 되는 현상을 해석하기 위하여 여러 가지 수치해석적인 방법들이 사용되고 있으며, 이러한 해석의 정확성을 높이기 위하여 부하모델을 산정하여 적용하고 있다. 하지만 현재 우리나라에서 적용하고 있는 부하모델은 다음과 같은 한계에 의하여 정확성이 낮은 상황이다.Several numerical methods are used to analyze the phenomena occurring in the power system, and the load model is applied to estimate the accuracy of the analysis. However, the load model currently applied in Korea is low in accuracy due to the following limitations.

현재 부하모델은 통계자료(산업부하의 증가, 도시개발 등)나 다양한 부하들을 대표적인 부하로 일반화하여 산정하기 때문에 실질적으로 부하의 전기적 특성을 정확하게 반영할 수 없다. 이처럼, 통계자료 이용 등과 같은 요소기반의 부하모델에 따라 데이터가 수집된 이후에 수행함으로써 최신의 부하자료는 반영하지 못한다는 것과 데이터 수집 기간으로 인한 수년의 한번 씩 수행되는 부하모델은 그 결과의 정확도를 보장할 수 없다는 문제점이 있다.The current load model can not accurately reflect the electrical characteristics of the load, since it is calculated by generalizing the statistical data (increase in industrial load, urban development, etc.) or various loads to representative loads. Thus, the fact that the data load is not reflected by the element-based load model, such as the use of statistical data, after the data is collected, and that the load model, which is performed once every several years due to the data collection period, Can not be guaranteed.

또한, 산업용 부하의 큰 부분이 유도전동기로 구성되어 있으나 현재 부하모델에서는 유도전동기의 특성을 고려하지 않은 모델인 ZIP model을 적용하고 있다. 이때, 유도전동기는 ZIP모델의 구성요소인 정임피던스(Z), 정전류(I) 및 정전력(P) 부하로써 표현할 수 없는 특성을 가지고 있어 구조적으로 정확성이 떨어질 수 밖에 없었다. 특히 산업용 부하가 많은 지역의 경우 그러한 현상이 더욱 극명하게 나타나며, 또한 일반화된 유도전동기의 모델은 전력계통의 유도전동기의 특성을 반영하지 못하는 문제점이 있다.In addition, although a large part of the industrial load is constituted by an induction motor, the ZIP model, which is a model that does not consider the characteristics of the induction motor, is applied in the current load model. At this time, the induction motor has a characteristic that can not be expressed by the static impedance (Z), the constant current (I), and the constant power (P) load, which are components of the ZIP model. Especially, the phenomenon becomes more apparent in the region where the load of the industrial area is high, and the generalized model of the induction motor does not reflect the characteristics of the induction motor of the power system.

이와 관련하여, 한국공개특허 제2013-0043832호는 "전력 계통의 부하 모델 파라미터 산출 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 매체"에 관하여 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0043832 discloses a system for calculating a load model parameter of a power system, a method, and a medium on which a computer-readable program for executing the method is recorded.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 다수개의 전력측정기기로부터 취득한 데이터를 고장의 종류 및 현상에 따른 판단기준을 토대로 하여 부하모델 산정에 유효한 데이터인지를 판단할 수 있는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a power system capable of judging whether data obtained from a plurality of power measuring instruments is valid data for estimating a load model, And an object thereof is to provide an online load model estimating apparatus and method therefor.

또한, 본 발명은 부하의 특성에 따라 부하모델의 형태를 선정할 수 있는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for calculating an online load model of a power system capable of selecting a shape of a load model according to characteristics of a load.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치는 변전소 내 전력측정기기로부터 실시간으로 원시 데이터를 취득하는 데이터 취득부; 취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별하는 데이터 선별부; 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행하는 데이터 정보 취득부; 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 데이터 유효성 판단부; 및 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 부하모델 파라미터 산정부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for calculating an on-line load model of a power system, comprising: a data acquisition unit for acquiring raw data in real time from a power measuring device in a substation; A data sorting unit for sorting accident data from the obtained raw data; A data information acquiring unit for performing preprocessing of the selected accident data; A data validity determining unit that determines whether the preprocessed incident data satisfies a predetermined condition; And a load model parameter estimating section for estimating a parameter of the load model when the accident data satisfies predetermined conditions.

또한, 상기 데이터 선별부는 원시 데이터로부터 전압 변동에 따른 사고 데이터를 선별하는 것을 특징으로 한다.Further, the data sorting unit may sort fault data according to voltage fluctuation from the raw data.

또한, 상기 데이터 정보 취득부는, 사고 데이터의 잡음을 제거하여, 전압의 순시치, 데이터의 시간, 전압의 페이저, 고조파 파수 및 샘플링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 추출하는 잡음 제거부; 및 추출된 제1 정보에서 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 추출하고, 추출된 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 토대로 정상분에 대한 전압 및 전류의 크기 및 각도, 유효 전력 및 무효 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 추출하여 온라인을 통해 상기 데이터 유효성 판단부에 전송하는 기본 주파수 성분 추출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The data information acquiring unit may include noise eliminator for extracting first information including at least one of an instantaneous value of voltage, a time of data, a phaser of voltage, a harmonic wave number, and sampling information by removing noise of accident data; And extracting the fundamental frequency component and the DC power source component from the extracted first information and extracting at least one of the magnitude and angle of the voltage and the current with respect to the normal portion, the active power, and the reactive power information based on the extracted fundamental frequency component and the DC power source component And a basic frequency component extraction unit for extracting second information including the first information and the second information and transmitting the extracted second information to the data validity determination unit on-line.

또한, 상기 데이터 유효성 판단부는, 사고 데이터에 따른 이산값 실효치에 대해 시간을 증가시키면서 계산된 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 차이에 대한 절대값의 비율이 기 설정된 전압 변동 기준보다 큰 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 전압 변동 판단부; 사고 데이터에 따른 이산값 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 변화율이 기 설정된 전압 회복 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 전압 회복 판단부; 및 사고 데이터의 정상분 실효치와 영상분 또는 역상분 실효치의 비율이 기 설정된 불평형 사고 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 불평형 사고 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the data validity determination unit may be configured to calculate validity data when the ratio of the initial value of the calculated effective value to the absolute value of the difference between the maximum value of the effective value and the absolute value of the calculated value, A voltage variation determination unit for determining the voltage variation; A voltage recovery judgment unit for judging that the initial value of the discrete value effective value according to the accident data and the maximum value change rate of the effective value are smaller than a preset voltage recovery criterion as valid accident data; And an unbalance accident judging unit for judging that the incident data is valid accident data when the ratio of the normal value of the normal value of the accident data to the actual value of the image minute or reverse phase is smaller than a preset unbalance accident criterion.

또한, 상기 데이터 유효성 판단부는, 사고 데이터의 유효 전력의 초기값과 유효 전력의 최대값의 비율이 기 설정된 부하 탈락 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 부하 탈락 판단부; 사고 데이터의 각 고조파들의 크기가 기 설정된 고조파 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 고조파 판단부; 및 사고 데이터의 직류전원 성분의 초기값과 직류전원 성분의 최대값의 변화율이 기 설정된 직류전원 오프셋 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 직류전원 오프셋 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The data validity determining unit may determine the validity data as valid if the ratio of the initial value of the effective power of the accident data to the maximum value of the active power is smaller than a predetermined load dropout criterion. A harmonic judgment unit for judging that the incident data is valid when the magnitude of each harmonic of the incident data is smaller than a predetermined harmonic reference; And a DC power offset determiner for determining that the accident data is valid if the initial value of the DC power component of the accident data and the rate of change of the maximum value of the DC power component are smaller than a preset DC power offset reference.

또한, 상기 부하모델 파라미터 산정부는, 부하모델의 형태를 설정하는 부하모델 형태 설정부; 및 부하모델 알고리즘을 이용하여 선정된 부하모델의 형태를 토대로 하는 부하모델 파라미터를 산정하는 파라미터 산정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The load model parameter calculation unit may include: a load model type setting unit for setting a type of the load model; And a parameter calculation unit for calculating a load model parameter based on the type of the load model selected using the load model algorithm.

또한, 상기 부하모델 형태 설정부는 정임피던스(Z), 정전류(I) 및 정전력(P)을 포함하는 ZIP 부하모델과 소형 유도전동기, ZIP 부하모델과 대형 유도전동기 및 ZIP 부하모델과 소형 및 대형 유도전동기 중 하나의 형태로 설정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the load model type setting section is provided with a ZIP load model including a positive impedance (Z), a constant current (I) and an electrostatic force (P), a small induction motor, a ZIP load model, a large induction motor, And is set to one of the induction motors.

또한, 산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력하는 데이터 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a data conversion unit for obtaining parameters of the calculated load model and converting the parameters into input data of the analysis program and outputting the input data.

또한, 출력된 입력데이터는 외부의 해석프로그램을 통해 검증받는 것을 특징으로 한다.
In addition, the output data is verified through an external analysis program.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법은 데이터 취득부에 의해, 변전소 내 전력측정기기로부터 실시간으로 취득된 원시 데이터를 취득하는 단계; 데이터 선별부에 의해, 취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별하는 단계; 데이터 정보 취득부에 의해, 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행하는 단계; 데이터 유효성 판단부에 의해, 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및 부하모델 파라미터 산정부에 의해. 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for calculating an on-line load model of a power system, comprising: obtaining raw data acquired in real time from a power measuring device in a substation by a data acquisition unit; Selecting accident data from the obtained raw data by the data selecting unit; Performing a preprocessing of the selected accident data by the data information acquiring unit; Determining whether the pre-processed accident data satisfies predetermined conditions by the data validity determining unit; And load model parameters. And estimating parameters of the load model when the accident data satisfies predetermined conditions.

또한, 취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별하는 단계는, 원시 데이터로부터 전압 변동에 따른 사고 데이터를 선별하는 것을 특징으로 한다.The step of selecting fault data from the obtained raw data is characterized by selecting fault data according to the voltage fluctuation from the raw data.

또한, 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행하는 단계는, 사고 데이터의 잡음을 제거하여, 전압의 순시치, 데이터의 시간, 전압의 페이저, 고조파 파수 및 샘플링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 추출하는 단계; 및 추출된 제1 정보에서 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 추출하고, 추출된 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 토대로 정상분에 대한 전압 및 전류의 크기 및 각도, 유효 전력 및 무효 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 추출하여 온라인을 통해 상기 데이터 유효성 판단부에 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of performing the pre-processing of the selected accident data may include the steps of removing noise of the accident data to obtain first information including at least one of an instantaneous value of voltage, a time of data, a phaser of voltage, Extracting; And extracting the fundamental frequency component and the DC power source component from the extracted first information and extracting at least one of the magnitude and angle of the voltage and the current with respect to the normal portion, the active power, and the reactive power information based on the extracted fundamental frequency component and the DC power source component And transmitting the extracted second information to the data validity determination unit on-line.

또한, 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 단계는, 사고 데이터에 따른 이산값 실효치에 대해 시간을 증가시키면서 계산된 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 차이에 대한 절대값의 비율이 기 설정된 전압 변동 기준보다 큰 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계; 사고 데이터에 따른 이산값 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 변화율이 기 설정된 전압 회복 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계; 및 사고 데이터의 정상분 실효치와 영상분 또는 역상분 실효치의 비율이 기 설정된 불평형 사고 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of determining whether the preprocessed accident data satisfies a preset condition includes a step of calculating a ratio of an initial value of the calculated effective value to an absolute value of the difference between the maximum value of the effective value and the actual value, Determining that the accident data is valid when the voltage fluctuation criterion is larger than a preset voltage fluctuation criterion; Judging that the initial value of the discrete value effective value according to the accident data and the maximum value change rate of the effective value are smaller than a predetermined voltage recovery criterion; And determining that the incident data is valid when the ratio of the normal value of the normalized value of the accident data to the actual value of the image minute or inverse phase is smaller than a preset unbalance accident criterion.

또한, 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 단계는, 사고 데이터의 유효 전력의 초기값과 유효 전력의 최대값의 비율이 기 설정된 부하 탈락 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계; 사고 데이터의 각 고조파들의 크기가 기 설정된 고조파 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계; 및 사고 데이터의 직류전원 성분의 초기값과 직류전원 성분의 최대값의 변화율이 기 설정된 직류전원 오프셋 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The step of determining whether or not the preprocessed accident data satisfies a preset condition includes the step of determining that the accident data is valid when the ratio of the initial value of the effective power of the accident data to the maximum value of the active power is smaller than a predetermined load dropping criterion ; Determining that the incident data is valid if the size of each harmonic of the incident data is smaller than a predetermined harmonic reference; And determining that the incident data is valid when the initial value of the DC power source component of the accident data and the rate of change of the maximum value of the DC power source component are smaller than the preset DC power offset reference.

또한, 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 단계는, 부하모델의 형태를 설정하는 단계; 및 부하모델 알고리즘을 이용하여 선정된 부하모델의 형태를 토대로 하는 부하모델 파라미터를 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the accident data satisfies predetermined conditions, the step of estimating the parameter of the load model includes: setting a type of the load model; And calculating a load model parameter based on the type of the load model selected using the load model algorithm.

또한, 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 단계 이후에, 데이터 변환부에 의해, 산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.When the accident data satisfies the predetermined condition, after the step of calculating the parameters of the load model, the data conversion unit obtains the parameters of the calculated load model, converts the parameters into input data of the analysis program, and outputs the data Further comprising the steps of:

또한, 산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력하는 단계 이후에, 출력된 입력데이터는 외부의 해석프로그램을 통해 검증받는 것을 특징으로 한다.In addition, after the step of acquiring parameters of the calculated load model and converting and outputting the input data of the analysis program, the output data is verified through an external analysis program.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법은 다수개의 전력측정기기로부터 취득한 데이터를 고장의 종류 및 현상에 따른 판단기준을 토대로 부하모델 산정에 유효한 데이터인지를 판단하여 부하모델의 파라미터를 산정함으로써, 부하모델의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.An apparatus and method for calculating an on-line load model of a power system according to the present invention having the above-described structure are capable of determining whether data obtained from a plurality of power measurement devices is valid data for calculating a load model based on a type of failure and a judgment criterion according to a phenomenon It is possible to improve the accuracy of the load model by estimating the parameters of the load model.

또한, 본 발명은 부하의 특성에 따라 부하모델의 형태를 정임피던스(Z), 정전류(I) 및 정전력(P)을 포함하는 ZIP 부하모델과 소형 유도전동기, ZIP 부하모델과 대형 유도전동기 및 ZIP 부하모델과 소형 및 대형 유도전동기 중 하나로 선정함으로써, 유도전동기의 특성이 반영되어 전력계통 해석의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is characterized in that the shape of the load model according to the characteristics of the load is a zip load model including a positive impedance (Z), a constant current (I) and an electrostatic force (P), a small induction motor, By selecting one of the ZIP load model and the small and large induction motor, the characteristics of the induction motor are reflected and the accuracy of power system analysis can be improved.

도 1은 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치에 채용되는 데이터 정보 취득부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치에 채용되는 데이터 유효성 판단부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치에 채용되는 부하모델 파라미터 산정부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.1 is a view for explaining a configuration of an online load model calculating apparatus of a power system according to the present invention.
2 is a diagram for explaining a detailed configuration of a data information acquisition unit employed in an online load model calculation apparatus for a power system according to the present invention.
3 is a diagram for explaining a detailed configuration of a data validity determination unit employed in an online load model calculation apparatus for a power system according to the present invention.
4 is a diagram for explaining a detailed configuration of a load model parameter estimating unit employed in an online load model estimating apparatus for a power system according to the present invention.
5 is a flowchart for explaining a procedure of calculating an on-line load model of a power system according to the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 출력되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . First, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible even if they are displayed on other drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법에 대하여 설명하도록 한다.
Hereinafter, an apparatus and method for calculating an on-line load model of a power system according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a configuration of an online load model calculating apparatus of a power system according to the present invention.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치(100)는 크게 데이터 취득부(110), 데이터 선별부(120), 데이터 정보 취득부(130), 데이터 유효성 판단부(140), 부하모델 파라미터 산정부(150) 및 데이터 변환부(160)를 포함한다.1, an online load model calculation apparatus 100 for a power system according to the present invention mainly includes a data acquisition unit 110, a data selection unit 120, a data information acquisition unit 130, A load model parameter estimating unit 150, and a data converting unit 160. [

데이터 취득부(110)는 변전소 내 전력측정기기(10)로부터 실시간으로 원시 데이터를 취득한다. 데이터 취득부(110)는 PMU, PQM과 같은 전력측정기기로부터 취득한 원시 데이터를 관리한다. The data acquisition unit 110 acquires raw data in real time from the power measuring device 10 in the substation. The data acquisition unit 110 manages raw data acquired from a power measurement device such as a PMU or a PQM.

데이터 선별부(120)는 취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별한다. 데이터 선별부(120)는 원시 데이터로부터 전압 변동에 따른 사고 데이터를 선별한다.The data selection unit (120) selects incident data from the obtained raw data. The data sorting unit 120 selects accident data corresponding to the voltage fluctuation from the raw data.

데이터 정보 취득부(130)는 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행한다. The data information acquisition unit 130 performs preprocessing of the selected accident data.

데이터 유효성 판단부(140)는 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단한다. 데이터 유효성 판단부(140)는 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 전압 변동 기준, 전압 회복 기준, 불평형 사고 기준, 부하 탈락 기준, 고조파 기준, 직류전원 오프셋 기준에 만족하는지를 판단한다.The data validity determination unit 140 determines whether the preprocessed incident data satisfies predetermined conditions. The data validity determination unit 140 determines whether the preprocessed incident data satisfies predetermined voltage fluctuation criteria, voltage recovery criteria, unbalance accident criteria, load drop criteria, harmonic standards, and DC power offset criteria.

부하모델 파라미터 산정부(150)는 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 형태를 설정한 후 부하모델의 최적 파라미터를 산정한다.When the accident data satisfies the predetermined condition, the load model parameter calculating section 150 calculates the optimal parameter of the load model after setting the type of the load model.

데이터 변환부(160)는 산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력한다. 데이터 변환부(160)는 부하모델의 파라미터를 해석 프로그램의 입력데이터로 사용하기 위해, 해석 프로그램이 입력받을 수 있는 형태로 변환하여 설정된 부하모델의 형태에 맞춘 부하모델의 파라미터만을 출력한다.The data conversion unit 160 acquires the parameters of the calculated load model, converts the parameters into input data of the analysis program, and outputs the data. In order to use the parameter of the load model as the input data of the analysis program, the data conversion unit 160 converts the parameter of the load model into a form receivable by the analysis program, and outputs only the parameters of the load model matching the type of the load model set.

이와 같이 출력된 입력데이터는 외부의 해석프로그램(20)을 통해 검증된다.
The input data thus output is verified through the external analysis program 20.

도 2는 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치에 채용되는 데이터 정보 취득부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a detailed configuration of a data information acquisition unit employed in an online load model calculation apparatus for a power system according to the present invention.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 데이터 정보 취득부(130)는 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행한다. Referring to FIG. 2, the data information acquisition unit 130 according to the present invention performs pre-processing of the selected accident data.

이를 위해, 데이터 정보 취득부(130)는 잡음 제거부(131) 및 기본 주파수 성분 추출부(132)를 포함한다.To this end, the data information acquiring unit 130 includes a noise removing unit 131 and a fundamental frequency component extracting unit 132.

잡음 제거부(131)는 사고 데이터의 잡음을 제거하여, 전압의 순시치, 데이터의 시간, 전압의 페이저, 고조파 파수 및 샘플링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 추출한다. 즉, 잡음 제거부(131)는 전압, 전류, 유효 전력 및 무효 전력을 포함하는 사고 데이터를 이동평균필터를 이용하여 잡음을 제거하여 제1 정보를 추출하여 기본 주파수 성분 추출부(132)에 전송한다. The noise removing unit 131 removes noise of the accident data and extracts first information including at least one of an instantaneous value of voltage, a time of data, a phaser of voltage, a harmonic wave number, and sampling information. That is, the noise removing unit 131 extracts first information by removing noises using the moving average filter of the accident data including voltage, current, active power and reactive power, and transmits the first information to the basic frequency component extracting unit 132 do.

기본 주파수 성분 추출부(132)는 추출된 제1 정보에서 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 추출하고, 추출된 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 토대로 정상분에 대한 전압 및 전류의 크기 및 각도, 유효 전력 및 무효 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 추출한다. 즉, 기본 주파수 성분 추출부(132)는 제1 정보를 슬라이딩 윈도우 이산푸리에 변환(DFT) 연산을 수행하여 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 추출하고 이를 토대로 제2 정보를 추출하여 데이터 유효성 판단부(140)에 전송한다.
The fundamental frequency component extraction unit 132 extracts a fundamental frequency component and a DC power source component from the extracted first information and extracts a magnitude and an angle of a voltage and a current with respect to a normal part, And second information including at least one of power and reactive power information. That is, the fundamental frequency component extraction unit 132 performs a sliding window discrete Fourier transform (DFT) operation on the first information to extract the fundamental frequency component and the DC power component, extracts the second information based on the fundamental frequency component and the DC power component, 140).

도 3은 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치에 채용되는 데이터 유효성 판단부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a detailed configuration of a data validity determination unit employed in an online load model calculation apparatus for a power system according to the present invention.

도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 데이터 유효성 판단부(140)는 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단한다. 데이터 유효성 판단부(140)는 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 전압 변동 기준, 전압 회복 기준, 불평형 사고 기준, 부하 탈락 기준, 고조파 기준, 직류전원 오프셋 기준에 만족하는지를 판단한다.Referring to FIG. 3, the data validity determination unit 140 determines whether the preprocessed incident data satisfies predetermined conditions. The data validity determination unit 140 determines whether the preprocessed incident data satisfies predetermined voltage fluctuation criteria, voltage recovery criteria, unbalance accident criteria, load drop criteria, harmonic standards, and DC power offset criteria.

이를 위해, 데이터 유효성 판단부(140)는 전압 변동 판단부(141), 전압 회복 판단부(142), 불평형 사고 판단부(143), 부하 탈락 판단부(144), 고조파 판단부(145) 및 직류전원 오프셋 판단부(146)를 포함한다.The data validity determination unit 140 includes a voltage variation determination unit 141, a voltage recovery determination unit 142, an unbalance occurrence determination unit 143, a load drop determination unit 144, a harmonic determination unit 145, And a DC power offset determination unit (146).

전압 변동 판단부(141)는 사고 데이터에 따른 실효치의 초기치 대비 각 시간에 대한 이산값 전압의 실효치의 차이에 대한 절대값의 비율(%)이 기 설정된 전압의 변동폭이 작은 경우의 사고 데이터는 유효하지 않은 사고 데이터인 것으로 판단한다.The voltage fluctuation judging section 141 judges that the accident data when the ratio (%) of the absolute value to the difference of the effective value of the discrete value voltage with respect to each time with respect to the initial value of the effective value based on the accident data is small It is judged that it is accident data which is not.

보다 자세하게, 사고 발생 전의 전압과 사고발생 후의 전압의 변동폭이 작은 경우는 전압 변동에 따른 부하의 동적인 특성을 전혀 파악할 수 없기 때문에 유효한 사고 데이터가 될 수 없다. 즉, 사고발생 전후의 전압 변동율이 작은 경우는 유효한 데이터로 사용할 수 없다. 따라서, 전압 변동 판단부(141)는 사고 발생 후 전압 변동율이 작은 경우를 검출하기 위해, 먼저 측정된 사고데이터의 기본주파수에 대한 이산값 전압의 실효치

를 계산한다. 계산된 이산값의 실효치

에 대해 시간을 증가시키면서 계산된 실효치의 초기치

대비 각 시간에 대한 이산값 전압의 실효치의 차이에 대한 절대값의 비율을 다음의 수학식 1과 같이 계산한다.More specifically, when the voltage before the occurrence of the accident and the fluctuation range of the voltage after the occurrence of the accident are small, the dynamic characteristics of the load due to the voltage fluctuation can not be grasped at all, so that it can not be effective accident data. That is, when the voltage change rate before and after the occurrence of an accident is small, it can not be used as valid data. Therefore, in order to detect a case where the voltage variation rate is small after the occurrence of an accident, the voltage variation determination unit 141 first determines the effective value of the discrete value voltage

. The effective value of the calculated discrete value

And the initial value of the calculated effective value

The ratio of the absolute value to the difference of the effective value of the discrete value voltage with respect to the contrast time is calculated as shown in the following equation (1).

따라서, 전압 변동 판단부(141)는 계산된 변화율 중 최대 변화율을 기록하고, 기 설정된 전압 변동 기준과 기록한 최대 변화율을 서로 비교하여 기 설정된 전압 변동 기준보다 기록한 최대 변화율이 더 작은 경우의 사고 데이터는 유효하지 않은 사고 데이터인 것으로 판단한다.Therefore, the voltage variation determination unit 141 records the maximum change rate among the calculated change rates, compares the preset voltage variation criterion with the recorded maximum change rate, and calculates the accident data when the recorded maximum change rate is smaller than the predetermined voltage variation reference It is judged that it is invalid data.

전압 회복 판단부(142)는 사고 데이터에 따른 이산값 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 변화율이 기 설정된 전압 회복 기준보다 작은 경우의 사고 데이터는 유효한 사고 데이터인 것으로 판단한다.The voltage recovery judgment unit 142 judges that the accident data in the case where the initial value of the discrete value effective value and the maximum value change rate of the effective value according to the accident data are smaller than the preset voltage recovery criterion is the valid accident data.

보다 자세하게, 사고 발생 후 부하의 전압이 회복되지 않고 해당 부하가 탈락 되어 부하의 전압이‘0’이 되는 경우는 탈락된 부하에 대한 특성을 파악할 수 있는 근거가 없으므로 유효한 사고 데이터로 사용할 수 없다. In more detail, when the voltage of the load is not recovered after the occurrence of an accident, and the corresponding load is dropped and the voltage of the load becomes '0', there is no basis for determining the characteristics of the dropped load.

따라서, 전압 회복 판단부(142)는 측정된 사고 데이터의 기본주파수에 대한 이산값 전압의 실효치

를 사용한다. 초기치

대비

의 변화율을 다음의 수학식 2와 같이 계산하고, 계산된 변화율

가 기 설정된 전압 회복 기준보다 큰 경우 무효한 사고 데이터로 판단한다.Therefore, the voltage recovery determination unit 142 determines the effective value of the discrete value voltage with respect to the fundamental frequency of the measured accident data

Lt; / RTI > Initial value

prepare

Is calculated as shown in the following equation (2), and the calculated rate of change

Is greater than the predetermined voltage recovery criterion, it is judged to be invalid data.

이때,

는 사고 데이터의 최종 주기의 기본 주파수 성분 전압 데이터의 실효치 평균값을 사용한다.At this time,

The average value of the effective value of the fundamental frequency component voltage data of the last period of the accident data is used.

불평형 사고 판단부(143)는 사고 데이터의 정상분 실효치와 영상분 또는 역상분 실효치의 비율이 기 설정된 불평형 사고 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단한다.The unbalance accident judging unit 143 judges that the accident data is valid when the ratio of the normal value of the accident data to the actual value of the image minute or the reverse phase is smaller than the preset unbalance accident criterion.

보다 자세하게, 통상적으로 전력 계통에서 불평형은 전압의 하나 이상의 상의 크기나 위상이 다른 경우를 일컫는다. 예를 들어, 3상 전압의 크기가 서로 일치하지 않거나 3상 전압의 위상이 120도씩 차이가 나지 않는 경우를 전압 불평형이라고 한다. More specifically, imbalance in a power system typically refers to a case where the magnitude or phase of at least one phase of the voltage is different. For example, a case where the magnitudes of the three-phase voltages do not coincide with each other or the phase of the three-phase voltage does not differ by 120 degrees is referred to as voltage imbalance.

따라서, 불평형 사고 판단부(143)는 불평형의 정도를 다음의 수학식 3과 같이 계산하고, 비율을 사용자가 입력한 불평형 사고 기준과 비교하여 유효한 사고 데이터인지를 판단한다.Therefore, the unbalance-accident determining unit 143 calculates the degree of the unbalance as shown in Equation (3) below, and compares the ratio with the unbalanced-accident criterion input by the user to determine whether the data is valid accident data.

여기서,

는 Unbalance Factor,

는 영상 혹은 역상성분의 실효치,

는 정상성분의 실효치here,

Unbalance Factor,

The effective value of the image or the reverse phase component,

The effective value of the normal component

부하 탈락 판단부(144)는 사고 데이터의 유효 전력의 초기값과 유효 전력의 최대값의

비율이 기 설정된 부하 탈락 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단한다.The load-drop determination unit 144 determines whether or not the initial value of the active power of the accident data and the maximum value of the active power

If the ratio is smaller than the predetermined load dropout criterion, it is judged to be valid accident data.

보다 자세하게, 매우 큰 사고 발생 후 부하의 변동이 심한 경우 부하모델 파라미터 산정에 아주 적합한 데이터라고 할 수 있다. 그러나 이러한 경우라도 사고 발생 후 부하의 일부분이 탈락하여 부하 특성이 사고 전에 비하여 변경된 경우(P의 값이 현저하게 차이가 나타나는 경우)의 사고 데이터는 유효하지 않은 사고 데이터로 판단한다.More specifically, when the load variation is severe after a very large accident, it can be said that the data is very suitable for estimating the load model parameter. However, even in this case, accident data is judged as invalid data when the load is partially removed after the accident and the load characteristics are changed compared to before the accident (when the value of P is significantly different).

부하 탈락 판단부(144)는 먼저 사고 데이터를 다음의 수학식 4와 같은 DQ 변환을 수행한다.The dropout determination unit 144 first performs DQ conversion on the incident data according to Equation (4).

그리고 부하 탈락 판단부(144)는 DQ 변환 후 다음의 수학식 5와 같은 MAF를 수행한다.Then, the dropout determination unit 144 performs MAF as shown in Equation (5) after DQ conversion.

상기와 같이 계산된 값을 이용하여 다음의 수학식 6을 이용하여 유효 전력 P를 추출한다.Using the values thus calculated, the active power P is extracted using the following equation (6).

따라서, 부하 탈락 판단부(144)는 추출된 유효 전력 P의 초기값 P[0] 대비 P[tmax]의 비율이 사용자가 입력한 사고 후 부하 탈락 기준과 비교하여 유효한 사고 데이터인지를 판단한다.Therefore, the load drop determination unit 144 determines whether the ratio of the extracted P [t] to the initial value P [0] of the extracted active power P is valid accident data by comparing with the post-accident load dropout criterion input by the user.

고조파 판단부(145)는 사고 데이터의 각 고조파들의 크기가 기 설정된 고조파 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단한다.The harmonic determination unit 145 determines that the incident data is valid when the magnitude of each harmonic of the incident data is smaller than a predetermined harmonic reference.

보다 자세하게, 전압 혹은 전류 파형의 고조파 왜곡을 측정하기 위해 흔히 사용되는 두 가지 지수로 total harmonic Distortion(THD)와 total demand distortion(TDD)가 있다. THD는 전압에 대한 왜곡율을 의미하는 데에 사용되고 전류에 대한 왜곡율은 대체로 TDD(Total Demand Distortion)를 사용한다. THD는 다음의 수학식 7, TDD는 다음의 수학식 8과 같이 계산한다.More specifically, there are two commonly used exponents for measuring harmonic distortion in voltage or current waveforms: total harmonic distortion (THD) and total demand distortion (TDD). THD is used to mean the distortion factor for the voltage, and the distortion factor for the current usually uses Total Demand Distortion (TDD). THD is calculated by the following equation (7), TDD is calculated by the following equation (8).

여기서,

은 기본 주파수 전압,

는 h차 고조파 전압here,

The fundamental frequency voltage,

Is the h-order harmonic voltage

여기서,

는 최대 부하전류의 실효치,

는 h차 고조파 전류here,

The effective value of the maximum load current,

Is the h-order harmonic current

따라서, 고조파 판단부(145)는 사고 데이터를 DFT 연산을 수행하여 각 고조파들의 크기를 계산하여 THD 입력값으로 사용하게 되며, THD 결과값과 기 설정된 고조파 기준과 비교하여 유효한 사고 데이터인지를 판단한다.Therefore, the harmonic decision unit 145 calculates the magnitude of each harmonic by performing DFT operation on the incident data, and uses it as a THD input value. The harmonic decision unit 145 compares the THD result value with a preset harmonic reference to determine whether it is valid incident data .

직류전원 오프셋 판단부(146)는 사고 데이터의 직류전원 성분의 초기값과 직류전원 성분의 최대값의 변화율이 기 설정된 직류전원 오프셋 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단한다.The DC power offset determination unit 146 determines that the accident data is valid when the initial value of the DC power source component of the accident data and the rate of change of the maximum value of the DC power source component are smaller than the predetermined DC power offset reference.

보다 자세하게, 사고 발생 후 전압 순시치에 직류전원 오프셋이 존재하면 유요한 사고 데이터가 되지 못한다.More specifically, when there is a DC power offset in the voltage instantaneous value after an accident, it is not a useful accident data.

따라서, 직류전원 오프셋 판단부(146)는 사고 데이터에 DFT 연산을 수행하여 DC성분을 추출한다. DC 성분의 초기값

는 사고 발생시점 직전 시점의 DC 성분 값으로 계산하고, 최종 DC 성분 값

을 찾아서 초기값

에 대해 얼마만큼의 DC 성분이 증가하였는지를 나타내는 변화율을 다음의 수학식 9같이 계산한다.Therefore, the DC power offset determination unit 146 performs a DFT operation on the accident data to extract a DC component. The initial value of the DC component

Is calculated as the DC component value immediately before the occurrence of the accident, and the final DC component value

Find the initial value

Is calculated by the following equation (9). &Quot; (9) "

직류전원 오프셋 판단부(146)는 계산된 변화율과 기 설정된 직류전원 오프셋 기준을 비교하여 유효한 사고 데이터인지를 판단한다.
The DC power offset determination unit 146 compares the calculated rate of change with a predetermined DC power offset reference to determine whether the data is valid accident data.

도 4는 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치에 채용되는 부하모델 파라미터 산정부(150)의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining the detailed configuration of the load model parameter calculating unit 150 employed in the online load model calculating apparatus of the power system according to the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 부하모델 파라미터 산정부(150)는 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정한다.Referring to FIG. 4, the load model parameter calculating unit 150 according to the present invention calculates the parameters of the load model when the accident data satisfies predetermined conditions.

이를 위해, 부하모델 파라미터 산정부(150)는 부하모델 형태 설정부(151) 및 파라미터 선정부(152)를 포함한다.To this end, the load model parameter calculation unit 150 includes a load model type setting unit 151 and a parameter selection unit 152. [

부하모델 형태 설정부(151)는 부하모델의 형태를 설정한다. 부하모델 형태 설정부(151)는 정임피던스(Z), 정전류(I) 및 정전력(P)을 포함하는 ZIP 부하모델과 소형 유도전동기, ZIP 부하모델과 대형 유도전동기 및 ZIP 부하모델과 소형 및 대형 유도전동기 중 하나의 형태로 설정한다.The load model type setting unit 151 sets the type of the load model. The load model type setting unit 151 includes a ZIP load model including a positive impedance Z, a constant current I and an electrostatic force P, a small induction motor, a ZIP load model, a large induction motor and a ZIP load model, It is set as one of the large induction motors.

파라미터 산정부(152)는 부하모델 알고리즘을 이용하여 선정된 부하모델의 형태를 토대로 하는 부하모델 파라미터를 산정한다.The parameter calculation unit 152 calculates a load model parameter based on the type of the selected load model using the load model algorithm.

파라미터 산정부(152)는 정상분 전압, 전류, 유효전력, 무효전력 값을 Runge-kutta 알고리즘을 입력하여 유도전동기와 같은 동적 성분을 계산하고, 사고 데이터의 유효 전력 및 무효 전력과 계산된 유효 전력 및 무효 전력의 차이를 최소화하기 위하여 비선형 최소 자승법(Non-linear Least Square fitting)을 적용한다. 그리고 파라미터 산정부는 Runge-kutta 알고리즘의 결과인 계산된 유효·무효전력의 값과 정상분 전압, 전류를 통해 Levenberg-Marquardt(LM) 알고리즘을 수행함으로써 ZIP 부하모델 및 유도 전동기의 최적 파라미터를 산정한다
The parameter calculator 152 calculates a dynamic component such as an induction motor by inputting a Runge-Kutta algorithm to the normal divided voltage, the current, the active power, and the reactive power value, and calculates the active power and the reactive power of the accident data, And non-linear Least Square fitting is applied to minimize the difference of reactive power. Then, the parameter estimator calculates the optimal load parameters and the optimum parameters of the induction motor by executing the Levenberg-Marquardt (LM) algorithm through the calculated values of the valid and reactive power, which are the result of the Runge-

도 5는 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart for explaining a procedure of calculating an on-line load model of a power system according to the present invention.

도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법은 앞서 설명한 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIG. 5, the on-line load model calculation method of the power system according to the present invention uses the above-described on-line load model calculation apparatus of the power system, and a description thereof will be omitted.

먼저, 데이터 취득부에 의해, 변전소 내 전력측정기기로부터 실시간으로 취득된 원시 데이터를 취득한다(S100). First, the data acquisition unit acquires raw data acquired in real time from the power measuring device in the substation (S100).

다음, 데이터 선별부에 의해, 취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별한다(S200). S200 단계는 원시 데이터로부터 전압 변동에 따른 사고 데이터를 선별한다.Next, the data selection unit selects incident data from the acquired raw data (S200). In step S200, accident data corresponding to the voltage variation is selected from the raw data.

다음. 데이터 정보 취득부에 의해, 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행한다(S300). S300 단계는 사고 데이터의 잡음을 제거하여, 전압의 순시치, 데이터의 시간, 전압의 페이저, 고조파 파수 및 샘플링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 추출하고, 추출된 제1 정보에서 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 추출하고, 추출된 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 토대로 정상분에 대한 전압 및 전류의 크기 및 각도, 유효 전력 및 무효 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 추출한다.next. The data information acquisition unit preprocesses the selected accident data (S300). In step S300, noise information of the accident data is removed to extract first information including at least one of an instantaneous value of voltage, a time of data, a phaser of voltage, a harmonic wave number, and sampling information, And extracts second information including at least one of the magnitude and angle of the voltage and the current with respect to the normal, the active power, and the reactive power based on the extracted fundamental frequency component and the DC power source component .

다음, 데이터 유효성 판단부에 의해, 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단한다(S400). S400 단계는 사고 데이터에 따른 이산값 실효치에 대해 시간을 증가시키면서 계산된 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 차이에 대한 절대값의 비율이 기 설정된 전압 변동 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계, 사고 데이터에 따른 이산값 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 변화율이 기 설정된 전압 회복 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계, 사고 데이터의 정상분 실효치와 영상분 또는 역상분 실효치의 비율이 기 설정된 불평형 사고 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계, 사고 데이터의 유효 전력의 초기값과 유효 전력의 최대값의 비율이 기 설정된 부하 탈락 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계, 사고 데이터의 각 고조파들의 크기가 기 설정된 고조파 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계 및 사고 데이터의 직류전원 성분의 초기값과 직류전원 성분의 최대값의 변화율이 기 설정된 직류전원 오프셋 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계를 수행하여 이루어진다.Next, the data validity determining unit determines whether the preprocessed accident data satisfies predetermined conditions (S400). In step S400, when the ratio of the initial value of the calculated effective value to the absolute value of the difference between the maximum value and the maximum value of the effective value is smaller than the preset voltage variation criterion while increasing the time to the effective value of the discrete value according to the accident data, Determining whether the initial value of the effective value of the discrete value according to the data and the maximum value change rate of the effective value are smaller than the preset voltage recovery criterion; determining whether the ratio of the normal value of the accident data to the actual value of the image data, Determining as valid fault data when the ratio of the initial value of the effective power of the accident data to the maximum value of the active power is smaller than the preset load drop criterion; Are smaller than the preset harmonic reference If valid if the initial value and the rate of change of the maximum value of the direct current power source components of the direct current component of the power stage and incident data for determining the accident data group is less than the predetermined DC power offset reference is made to perform the step of determining a valid accident data.

다음, 부하모델 파라미터 산정부에 의해. 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정한다(S500). S500 단계는 부하모델의 형태를 설정하는 단계 및 부하모델 알고리즘을 이용하여 선정된 부하모델의 형태를 토대로 하는 부하모델 파라미터를 산정하는 단계를 수행하여 이루어진다.Next, load model parameters are calculated by the government. If the accident data satisfies the predetermined condition, the parameter of the load model is calculated (S500). Step S500 is performed by setting a type of the load model and calculating a load model parameter based on the type of the load model using the load model algorithm.

다음, 데이터 변환부에 의해, 산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력한다(S600). S600 단계에서 출력된 입력데이터는 외부의 해석프로그램을 통해 검증받는다.
Next, the data conversion unit obtains the calculated parameters of the load model, converts it into input data of the analysis program, and outputs it (S600). The input data output in step S600 is verified through an external analysis program.

이처럼, 본 발명에 의한 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치 및 그 방법은 다수개의 전력측정기기로부터 취득한 데이터를 고장의 종류 및 현상에 따른 판단기준을 토대로 부하모델 산정에 유효한 데이터인지를 판단하여 부하모델의 파라미터를 산정함으로써, 부하모델의 정확도를 향상시킬 수 있다.As described above, an apparatus and method for calculating an on-line load model of a power system according to the present invention determine whether data obtained from a plurality of power measurement devices is valid data for estimating a load model based on a type of failure and a criterion based on a phenomenon, The accuracy of the load model can be improved.

또한, 본 발명은 부하의 특성에 따라 부하모델의 형태를 정임피던스(Z), 정전류(I) 및 정전력(P)을 포함하는 ZIP 부하모델과 소형 유도전동기, ZIP 부하모델과 대형 유도전동기 및 ZIP 부하모델과 소형 및 대형 유도전동기 중 하나로 선정함으로써, 유도전동기의 특성이 반영되어 전력계통 해석의 정확도를 향상시킬 수 있다.
In addition, the present invention is characterized in that the shape of the load model according to the characteristics of the load is a zip load model including a positive impedance (Z), a constant current (I) and an electrostatic force (P), a small induction motor, By selecting one of the ZIP load model and the small and large induction motor, the characteristics of the induction motor can be reflected and the accuracy of power system analysis can be improved.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.

100 : 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치
110 : 데이터 취득부
120 : 데이터 선별부
130 : 데이터 정보 취득부
140 : 데이터 유효성 판단부
150 : 부하모델 파라미터 산정부
160 : 데이터 변환부100: Online load model calculation device of power system
110: Data acquisition unit
120: Data selection unit
130: Data information acquisition unit
140: Data validity determination unit
150: load model parameter estimating unit
160: Data conversion unit

Claims

변전소 내 전력측정기기로부터 실시간으로 원시 데이터를 취득하는 데이터 취득부;
취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별하는 데이터 선별부;
선별된 사고 데이터의 전처리를 수행하는 데이터 정보 취득부;
전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 데이터 유효성 판단부; 및
사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 부하모델 파라미터 산정부;를 포함하고,
상기 데이터 유효성 판단부는 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 사고발생 전후의 전압 변동 비율에 대한 비교기준인 전압 변동 기준, 사고발생 전후의 전압 회복 비율에 대한 비교기준인 전압 회복 기준, 사고데이터의 정상분 실효치와 영상분 실효치의 비율에 대한 비교기준인 불평형 사고 기준, 유효 전력의 초기값과 최대값 비율에 대한 비교기준인 부하 탈락 기준, 고조파 크기에 대한 비교기준인 고조파 기준, 직류전원 성분의 초기값과 최대값 변화율에 대한 비교기준인 직류전원 오프셋 기준에 모두 만족하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.A data acquisition unit for acquiring raw data in real time from a power measuring device in a substation;
A data sorting unit for sorting accident data from the obtained raw data;
A data information acquiring unit for performing preprocessing of the selected accident data;
A data validity determining unit that determines whether the preprocessed incident data satisfies a predetermined condition; And
And load model parameter calculating means for calculating a parameter of the load model when the accident data satisfies predetermined conditions,
The data validity judging unit judges whether or not the pre-processed accident data includes a voltage change reference as a comparison standard for a voltage change ratio before and after a predetermined accident, a voltage recovery standard as a comparison standard for a voltage recovery ratio before and after an accident, And the ratio of the effective value to the ratio of the effective value of the image to the effective value of the reference value, the drop threshold, the harmonic value, And determines whether or not all of the DC power offset criteria as the comparison reference for the maximum value change rate is satisfied.

제1항에 있어서,
상기 데이터 선별부는 원시 데이터로부터 전압 변동에 따른 사고 데이터를 선별하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the data sorting unit selects accident data according to voltage fluctuation from the raw data.

제1항에 있어서,
상기 데이터 정보 취득부는,
사고 데이터의 잡음을 제거하여, 전압의 순시치, 데이터의 시간, 전압의 페이저, 고조파 파수 및 샘플링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 추출하는 잡음 제거부; 및
추출된 제1 정보에서 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 추출하고, 추출된 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 토대로 정상분에 대한 전압 및 전류의 크기 및 각도, 유효 전력 및 무효 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 추출하여 온라인을 통해 상기 데이터 유효성 판단부에 전송하는 기본 주파수 성분 추출부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the data information acquisition unit
A noise eliminator for extracting first information including at least one of an instantaneous value of voltage, a time of data, a phaser of voltage, a harmonic wave number, and sampling information by removing noise of accident data; And
Extracts a fundamental frequency component and a DC power source component from the extracted first information, and extracts at least one of the magnitude and angle of the voltage and current, the active power, and the reactive power information for the normal part based on the extracted fundamental frequency component and the DC power source component Extracting second information including the first information and transmitting the second information to the data validity determination unit on-line;
And an on-line load model calculating unit for calculating an on-line load model of the power system.

제1항에 있어서,
상기 데이터 유효성 판단부는,
사고 데이터에 따른 이산값 실효치에 대해 시간을 증가시키면서 계산된 실효치의 초기치 대비 각 시간에 대한 이산값 전압의 실효치의 차이에 대한 절대값의 비율(%)이 기 설정된 전압 변동 기준보다 큰 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 전압 변동 판단부;
사고 데이터에 따른 이산값 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 변화율이 기 설정된 전압 회복 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 전압 회복 판단부; 및
사고 데이터의 정상분 실효치와 영상분 또는 역상분 실효치의 비율이 기 설정된 불평형 사고 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 불평형 사고 판단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.The method according to claim 1,
The data validity determination unit may determine,
If the ratio (%) of the absolute value to the difference of the effective value of the discrete value voltage with respect to the initial value of the calculated effective value with increasing time for the effective value of the discrete value according to the accident data is larger than the preset voltage variation reference, A voltage variation judging unit judging from data;
A voltage recovery judgment unit for judging that the initial value of the discrete value effective value according to the accident data and the maximum value change rate of the effective value are smaller than a preset voltage recovery criterion as valid accident data; And
An unbalance accident judging unit judging that the accident data is judged as valid accident data when the ratio of the normal value of the accident data to the normal value of the image minute or reverse phase is smaller than the preset unbalance accident criterion;
And an on-line load model calculating unit for calculating an on-line load model of the power system.

제1항에 있어서,
상기 데이터 유효성 판단부는,
사고 데이터의 유효 전력의 초기값과 유효 전력의 최대값의 비율이 기 설정된 부하 탈락 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 부하 탈락 판단부;
사고 데이터의 각 고조파들의 크기가 기 설정된 고조파 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 고조파 판단부; 및
사고 데이터의 직류전원 성분의 초기값과 직류전원 성분의 최대값의 변화율이 기 설정된 직류전원 오프셋 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 직류전원 오프셋 판단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.The method according to claim 1,
The data validity determination unit may determine,
A load dropout determination unit for determining that the accident data is valid when the ratio of the initial value of the effective power of the accident data to the maximum value of the active power is smaller than a preset load dropout criterion;
A harmonic judgment unit for judging that the incident data is valid when the magnitude of each harmonic of the incident data is smaller than a predetermined harmonic reference; And
A DC power offset determining unit for determining that the accident data is valid when the initial value of the DC power source component of the accident data and the rate of change of the maximum value of the DC power source component are smaller than a preset DC power offset reference;
And an on-line load model calculating unit for calculating an on-line load model of the power system.

제1항에 있어서,
상기 부하모델 파라미터 산정부는,
부하모델의 형태를 설정하는 부하모델 형태 설정부; 및
부하모델 알고리즘을 이용하여 선정된 부하모델의 형태를 토대로 하는 부하모델 파라미터를 산정하는 파라미터 산정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.The method according to claim 1,
The load model parameter calculation unit may calculate,
A load model type setting unit for setting a type of the load model; And
A parameter estimating unit for estimating a load model parameter based on the selected load model using the load model algorithm;
And an on-line load model calculating unit for calculating an on-line load model of the power system.

제6항에 있어서,
상기 부하모델 형태 설정부는 정임피던스(Z), 정전류(I) 및 정전력(P)을 포함하는 ZIP 부하모델과 소형 유도전동기, ZIP 부하모델과 대형 유도전동기 및 ZIP 부하모델과 소형 및 대형 유도전동기 중 하나의 형태로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.The method according to claim 6,
The load model type setting section includes a ZIP load model including a positive impedance (Z), a constant current (I) and an electrostatic force (P), a small induction motor, a ZIP load model, a large induction motor, The on-line load model estimating device of the power system.

제1항에 있어서,
산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력하는 데이터 변환부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.The method according to claim 1,
And a data conversion unit for obtaining parameters of the calculated load model and converting the data into input data of the analysis program and outputting the input data.

제8항에 있어서,
출력된 입력데이터는 외부의 해석프로그램을 통해 검증받는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 장치.9. The method of claim 8,
And the output data is verified through an external analysis program.

데이터 취득부에 의해, 변전소 내 전력측정기기로부터 실시간으로 취득된 원시 데이터를 취득하는 단계;
데이터 선별부에 의해, 취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별하는 단계;
데이터 정보 취득부에 의해, 선별된 사고 데이터의 전처리를 수행하는 단계;
데이터 유효성 판단부에 의해, 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 단계; 및
부하모델 파라미터 산정부에 의해. 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 단계;를 포함하고,
전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 단계는,
상기 데이터 유효성 판단부는 전처리된 사고 데이터가 기 설정된 사고발생 전후의 전압 변동 비율에 대한 비교기준인 전압 변동 기준, 사고발생 전후의 전압 회복 비율에 대한 비교기준인 전압 회복 기준, 사고데이터의 정상분 실효치와 영상분 실효치의 비율에 대한 비교기준인 불평형 사고 기준, 유효 전력의 초기값과 최대값 비율에 대한 비교기준인 부하 탈락 기준, 고조파 크기에 대한 비교기준인 고조파 기준, 직류전원 성분의 초기값과 최대값 변화율에 대한 비교기준인 직류전원 오프셋 기준에 모두 만족하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.Acquiring raw data acquired in real time from a power measuring device in a substation by a data acquiring unit;
Selecting accident data from the obtained raw data by the data selecting unit;
Performing a preprocessing of the selected accident data by the data information acquiring unit;
Determining whether the pre-processed accident data satisfies predetermined conditions by the data validity determining unit; And
Load model parameters by the government. And calculating the parameters of the load model when the accident data satisfies predetermined conditions,
Wherein the step of judging whether or not the pre-processed accident data satisfies predetermined conditions includes:
The data validity judging unit judges whether or not the pre-processed accident data includes a voltage change reference as a comparison standard for a voltage change ratio before and after a predetermined accident, a voltage recovery standard as a comparison standard for a voltage recovery ratio before and after an accident, And the ratio of the effective value to the ratio of the effective value of the image to the effective value of the reference value, the drop threshold, the harmonic value, And determining whether or not both of the DC power offset standard and the DC power offset standard are satisfied.

제10항에 있어서,
취득된 원시 데이터로부터 사고 데이터를 선별하는 단계는,
원시 데이터로부터 전압 변동에 따른 사고 데이터를 선별하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.11. The method of claim 10,
The step of selecting incident data from the acquired raw data comprises:
And the accident data according to the voltage fluctuation is selected from the raw data.

제10항에 있어서,
선별된 사고 데이터의 전처리를 수행하는 단계는,
사고 데이터의 잡음을 제거하여, 전압의 순시치, 데이터의 시간, 전압의 페이저, 고조파 파수 및 샘플링 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제1 정보를 추출하는 단계; 및
추출된 제1 정보에서 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 추출하고, 추출된 기본 주파수 성분 및 직류전원 성분을 토대로 정상분에 대한 전압 및 전류의 크기 및 각도, 유효 전력 및 무효 전력 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제2 정보를 추출하여 온라인을 통해 상기 데이터 유효성 판단부에 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.11. The method of claim 10,
The step of performing pre-processing of the selected accident data comprises:
Extracting first information including at least one of an instantaneous value of voltage, a time of data, a phaser of voltage, a harmonic wave number, and sampling information by removing noise of accident data; And
Extracts a fundamental frequency component and a DC power source component from the extracted first information, and extracts at least one of the magnitude and angle of the voltage and current, the active power, and the reactive power information for the normal part based on the extracted fundamental frequency component and the DC power source component Extracting second information including the first information and transmitting the extracted second information to the data validity determination unit on-line;
And calculating an on-line load model of the power system.

제10항에 있어서,
전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 단계는,
사고 데이터에 따른 이산값 실효치에 대해 시간을 증가시키면서 계산된 실효치의 초기치 대비 각 시간에 대한 이산값 전압의 실효치의 차이에 대한 절대값의 비율(%)이 기 설정된 전압 변동 기준보다 큰 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계;
사고 데이터에 따른 이산값 실효치의 초기치와 실효치의 최대치 변화율이 기 설정된 전압 회복 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계; 및
사고 데이터의 정상분 실효치와 영상분 또는 역상분 실효치의 비율이 기 설정된 불평형 사고 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of judging whether or not the pre-processed accident data satisfies predetermined conditions includes:
If the ratio (%) of the absolute value to the difference of the effective value of the discrete value voltage with respect to the initial value of the calculated effective value with increasing time for the effective value of the discrete value according to the accident data is larger than the preset voltage variation reference, Judging from data;
Judging that the initial value of the discrete value effective value according to the accident data and the maximum value change rate of the effective value are smaller than a predetermined voltage recovery criterion; And
Determining that the incident data is valid when the ratio of the normal value of the accident data to the normal value of the image data or the reverse value of the image data is smaller than a preset unbalance accident criterion;
And calculating an on-line load model of the power system.

제10항에 있어서,
전처리된 사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는지 여부를 판단하는 단계는,
사고 데이터의 유효 전력의 초기값과 유효 전력의 최대값의 비율이 기 설정된 부하 탈락 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계;
사고 데이터의 각 고조파들의 크기가 기 설정된 고조파 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계; 및
사고 데이터의 직류전원 성분의 초기값과 직류전원 성분의 최대값의 변화율이 기 설정된 직류전원 오프셋 기준보다 작은 경우 유효한 사고 데이터로 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of judging whether or not the pre-processed accident data satisfies predetermined conditions includes:
Judging the data as valid accident data when the ratio of the initial value of the effective power of the accident data to the maximum value of the active power is smaller than a predetermined load dropout criterion;
Determining that the incident data is valid if the size of each harmonic of the incident data is smaller than a predetermined harmonic reference; And
Determining that the accident data is valid when the initial value of the DC power component of the accident data and the rate of change of the maximum value of the DC power component are smaller than the predetermined DC power offset reference;
And calculating an on-line load model of the power system.

제10항에 있어서,
사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 단계는,
부하모델의 형태를 설정하는 단계; 및
부하모델 알고리즘을 이용하여 선정된 부하모델의 형태를 토대로 하는 부하모델 파라미터를 산정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.11. The method of claim 10,
Calculating the parameters of the load model when the accident data satisfies predetermined conditions,
Setting a type of the load model; And
Calculating a load model parameter based on the type of the selected load model using the load model algorithm;
And calculating an on-line load model of the power system.

제10항에 있어서,
사고 데이터가 기 설정된 조건에 만족하는 경우, 부하모델의 파라미터를 산정하는 단계 이후에,
데이터 변환부에 의해, 산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.11. The method of claim 10,
When the accident data satisfies the predetermined condition, after calculating the parameters of the load model,
Further comprising the steps of: obtaining parameters of the calculated load model by the data conversion unit, converting the parameters of the load model into input data of the analysis program, and outputting the input data.

제16항에 있어서,
산정된 부하모델의 파라미터를 취득하여, 해석프로그램의 입력데이터로 변환하여 출력하는 단계 이후에,
출력된 입력데이터는 외부의 해석프로그램을 통해 검증받는 것을 특징으로 하는 전력계통의 온라인 부하모델 산정 방법.17. The method of claim 16,
After obtaining the parameters of the calculated load model and converting the data into the input data of the analysis program and outputting the input data,
And the output data is verified through an external analysis program.