KR102558715B1 - 전기 전력 분산 마이크로-그리드를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

전기 전력 분산 마이크로-그리드를 제어하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법(1)에 있어서, 상기 마이크로-그리드는,
상기 마이크로-그리드가 전기 전력 분산 메인 그리드(200)와 전기적으로 분리 가능한 전기 커플링 노드(POC)와,
하나 이상의 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM) - 각각의 전기 부하는 상기 마이크로-그리드의 도움에 의해 제공된 전기 전력의 대응되는 양을 소비하고, 상기 전기 부하는 상기 마이크로-그리드와 전기적으로 분리 가능한 하나 이상의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)를 포함함 - 와,
하나 이상의 전기 전력 발전기를 포함하는 전기 전력 소스(GEN)를 포함한다.
본 발명의 방법은, 분리 순간(ts)에 상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 전기적 분리에 응답하여 수행되는데, 상기 방법은,
상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리가 상기 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문인지를 결정하는 단계(11)와,
상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리가 상기 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이 아니라고 결정되면, 하나 이상의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 선택적으로 분리하기 위한 부하 차단 절차(2)를 실행하는 단계(12)와,
상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리가 상기 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이라고 결정되면, 상기 마이크로-그리드의 주파수의 강하가 상기 마이크로-그리드의 분리 이후에 지속되는지를 결정하는 단계(13)와,
주파수의 강하가 상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리 이후에 지속된다면, 상기 부하 차단 절차(2)를 실행하는 단계(14)를 포함한다.

Description

전기 전력 분산 마이크로-그리드를 제어하기 위한 방법{A METHOD FOR CONTROLLING AN ELECTRIC POWER DISTRIBUTION MICRO-GRID}
본 발명은 전기 전력 분산 그리드의 분야에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 마이크로-그리드가 메인 그리드에서 분리되어 동작할 때, 마이크로-그리드의 동작을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 전기 전력 분산 그리드의 분야에서, 마이크로-그리드는 흔히 명확하게 형성된 구역 내에 배열되고 한정된 전기 전력 분산 시스템이 된다.
다양한 전기 부하에 덧붙여, 마이크로-그리드는 일반적으로, 가령, 태양 패널 시설, 풍력 터빈 시설, 통합된 열과 전력 시스템, 해양 에너지 발전 시스템 또는 바이오매스 에너지 발전 시스템, 태양 발전, 디젤 발전, 연료 셀 등과 같은 복수의 전기 전력 발전기를 포함한다.
신뢰성 있고 안정한 전기 전력을 중요한 전기 부하에 제공하기 위하여, 마이크로-그리드는, 가령, 커패시터 뱅크, 배터리등과 같은 다양한 에너지 저장 유닛도 포함할 수 있다.
일반적으로, 마이크로-그리드는 전기 전력 유틸리티 그리드와 같은 메인 그리드에 전기적으로 연결된다.
메인 그리드에 전기적으로 연결될 때, 마이크로-그리드는 흔히 "그리드 연결된 모드(grid connected mode)"에서 동작하는 것으로 언급된다.
그러나, 시스템 요구사항이나 비정상 조건(가령, 메인 그리드에서의 오류나 정전)이나 사용자의 결정에 응답하여, 마이크로-그리드는 (가령, 적절하게 배치된 회로 차단기에 의해) 메인 그리드와 전기적으로 분리될 수 있어서, 소위 "아일랜드 모드(islanded mode)"에서 동작한다.
알려진 바와 같이, 마이크로-그리드의 주파수와 전압은, 마이크로-그리드가 아일랜드 모드에서 동작할 때, 종종 관련된 과도기에 처한다. 이러한 불편함은 일반적으로, 마이크로-그리드가 더 큰 메인 그리드에 의해 제공되는 전기 전력에 의존하여 적절하게 균형있는 동작 파라미터를 보장하기 때문에 발생한다.
이러한 전압 및 주파수 과도기는 빠르게 (가령, 수십 ms) 전기 부하의 정전 현상이나 오작동을 야기한다.
또한, 마이크로-그리드가 메인 그리드와 분리될 때, 마이크로-그리드에 설치된 발전기에 의해 생성된 전기 전력은 연결된 전기 부하 모두에게 공급하기에 충분하지 않을 수 있다.
두 가지 이유 때문에, 마이크로-그리드를 제어하기 위해 여러 방법이 발전해왔다.
특허 출원 US2012283888A1 및 US2012283890A1은, 메인 그리드와 전기 분리된 이후에, 주어진 과도기에서 수행될 전력 생성 계획에 따라, 아일랜드 모드에서 동작하는 마이크로-그리드를 제어하기 위한 방법을 개시한다. 이러한 전력 생성 계획은 필요에 따라 업데이트될 수 있다.
특허 출원 WO2015003729A1는 그리드 연결된 모드에서 아일랜드 모드로의 동작 과도기 동안에, 마이크로-그리드를 제어하기 위한 방법을 개시한다.
메인 그리드와 분리되어 동작하는 마이크로-그리드를 제어하기 위해, 현재 사용가능한 방법은 일반적으로 복잡하고 실제로 수행하기 어렵다.
현재 사용가능한 일부의 방법은 마이크로-그리드의 동작을 안정화시키기 위해 강건한 제어 해결책을 제공하지 않는다.
다른 사용가능한 방법은 전기 부하의 불필요한 분리를 종종 야기하여서, 실제 동작 조건에 의해 요구되는 것보다 마이크로-그리드의 동작 용량을 더 감소시킨다.
시장에서, 메인 그리드와 분리되어 동작하는 마이크로-그리드에 대한 제어 해결책에 대한 수요가 여전히 있다고 느껴지고, 이는 마이크로-그리드의 전기 부하에 의해 전기 전력 소비의 강건하고 효과적인 관리를 제공할 수 있어서, 사용가능한 전기 전력 생성 소스와 적절한 전력 균형을 보장함과 동시에, 상기 전기 부하의 과도한-차단(over-shedding) 간섭을 피하거나 줄이는 것을 보장한다.
이러한 요구에 응답하기 위하여, 본 발명은 다음 청구항 1항 및 이와 관련된 종속항에 따라, 전기 전력 분산 마이크로-그리드를 제어하기 위한 방법을 제공한다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 다음 청구항 10항에 따른, 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 다음 청구항 11항에 따른, 컴퓨터화된 장치에 관한 것이다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 다음 청구항 12항에 따른, 제어 장비 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징과 이점은 첨부 도면에서 제한 없이, 그리고 예시로서, 순전히 도시된 선호되지만 배타적이지 않은 실시예의 설명으로부터 좀 더 명확하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른, 전기 전력 분산 마이크로-그리드 및 이의 제어 장비를 개략적으로 나타낸다.
도 2 - 5는 본 발명에 다른, 방법을 개략적으로 나타내는 다이어그램이다.
언급된 도면을 참조하면, 본 발명은 낮은 또는 중간 전압 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)의 동작을 제어하기 위한 방법(1)에 관한 것이다.
본 발명의 체계 내에서, 용어 "낮은 전압"은 1.2 kV AC 및 1.5 kV DC 까지의 동작 전압을 말하는 반면, 용어 "중간 전압"은 1.2 kV AC 및 1.5 kV DC 보다 더 높고 수십 kV, 가령, 2 kV AC 및 100 kV DC 까지의 동작 전압을 말한다.
마이크로-그리드(100)는 산업, 상업 및 주거 빌딩이나 공장을 위한 전기 전력 분산 네트워크일 수 있다. 예를 들어, 0.05 MW 내지 10 MW의 범위에 포함된 평균 전력 소비를 특징으로 할 수 있다.
마이크로-그리드(100)는 전기 커플링 노드 POC(Point Of Coupling)를 포함하는데, 그 곳에서, 상기 마이크로-그리드는 전기 전력 분산 메인 그리드(200)와 전기적으로 연결되거나 분리될 수 있다.
메인 그리드(200)는 가령, 전기 전력 유틸리티 그리드와 같은 확장된 전기 전력 분산 네트워크일 수 있다.
일반적으로, 마이크로-그리드(100)는 전기 커플링 노드 POC에서 메인 그리드(200)와 전기적으로 연결된다.
그러나, 어떤 환경에서(가령, 정전이나 오작동의 경우), 마이크로-그리드(100)는 전기 커플링 노드 POC에서 메인 그리드(200)와 전기적으로 분리될 수 있다.
마이크로-그리드(100)는 적어도 제1 스위칭 장치(S1)(가령, 회로 차단기)를 포함하고, 적절한 제어 신호에 의해 알려진 방식으로 제어될 수 있는 동작을 포함한다.
스위칭 장치(S1)가 닫힌(ON) 상태에 있을 때, 마이크로-그리드(100)는 메인 그리드(200)와 전기적으로 연결되고, 그리드-연결된 모드에 따라 알맞게 동작한다.
스위칭 장치(S1)가 개방(OFF) 상태에 있을 때, 마이크로-그리드(100)는 전기 커플링 노드 POC에서 메인 그리드(200)와 전기적으로 분리되고, 이하에 기술되는 바와 같이, 아일랜드 모드에서 동작할 수 있다.
마이크로-그리드(100)는 하나 이상의 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)를 포함하는데, 이들 각각은 마이크로-그리드(100)에 의해 제공되는 전기 전력의 대응되는 양을 소비한다. 간결성을 위해, 본 발명의 체계에서, 용어 "소비(consumption)"는 평균 전력 소비, 순간 전력 솝, 에너지 소비 또는 이들과 등가인 그 밖의 다른 물리적 양의 용어로 의도되어야 한다는 것을 본 명세서에서 명시한다. 또한, 용어 "전력"은 구체적인 필요에 따라, "유효 전력", "무효 전력" 또는 "피상 전력"이라고 언급될 수 있다는 것도 명시된다.
전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)는 필요에 따라 임의의 유형일 수 있다.
일반적으로, 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)는 동작 중에, 전기 전력의 양을 소비하는 임의의 장치일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)는 복수-레벨의 환경설정에 따라, 다양한 그리드 브랜치 상에 배열될 수 있다. 그러나, 다양한 환경설정이 가능하다.
원칙으로는, 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)는 필요에 따라, 마이크로-그리드(100)와 전기적으로 연결되거나 분리될 수 있다.
편리하게, 마이크로-그리드(100)는 하나 이상의 전기 부하 또는 하나 이상의 그리드 브랜치를 마이크로-그리드의 나머지 부분과 전기적으로 분리하거나 연결하기 위한 하나 이상의 제2 스위칭 장치(S2)를 포함한다.
제2 스위칭 장치(S2)는 가령, 회로 차단기, 접촉기, I-O 인터페이스, 스위치, 스위치-단로기, 통신 인터페이스 또는 이와 유사한 장치를 포함할 수 있다.
스위칭 장치(S2)의 동작은 적절한 제어 신호에 의해 알려진 방식으로 제어될 수 있다.
마이크로-그리드(100)의 전기 부하는 하나 이상의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 포함하고, 이는 스위칭 오프 또는 대응되는 제2 스위칭 장치(S2)를 제어함에 의해, (마이크로-그리드의 실제 동작으로) 마이크로-그리드로부터 전기적으로 분리 가능하다.
마이크로-그리드(100)의 전기 부하는 하나 이상의 분리 불가능한 부하(UL1, …, ULM)를 포함할 수 있고, 이는 스위칭 오프 또는 대응되는 제2 스위칭 장치(S2)를 제어함에 의해, (마이크로-그리드의 실제 동작으로) 마이크로-그리드로부터 전기적으로 분리 불가능하다.
간결성을 위해, 마이크로-그리드(100)의 주어진 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)는, 마이크로-그리드(100) 내의 상기 전기 부하에 대해 예상된 동작에 의존하고, 구체적인 구조 또는 배치 또는 가능한 동작 모드에 의존하지 않으면서, "분리 가능" 또는 "분리 불가능"으로 간주된다는 것을 명시하는 것이 중요하다.
예를 들어, 원칙적으로, (가령, 적절한 제2 스위칭 장치(S2)를 작동시킴에 의해) 마이크로-그리드(100)와 전기적으로 분리될 수 있는 주어진 전기 부하(가령, 전기 모터)는, 가령, 마이크로-그리드(100)에서 중요한 역할이나 기능 때문에, 마이크로-그리드(100)의 동작 동안에, 간섭할 수 없다면, "분리 불가능"으로 간주된다.
추가적인 예로써, 마이크로-그리드(100)의 나머지 부분과 영구 방식으로 전기적 연결된 주어진 전기 부하는, 마이크로-그리드(100)의 동작 동안에, 구체적인 요구사항 없이, 필요에 따라 스위칭 온/오프할 수 있다면, "분리 가능한" 것으로 간주될 수 있다.
전통적으로, 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)는 우선 레벨로 할당되는데, 이는, 분리 되도록 요구될 때, 상기 분리 가능한 부하가 마이크로-그리드(100)와 분리되는 순서를 나타내는 수치값(인덱스)이다.
전통적으로, 각각의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)의 우선 레벨은 사용자에 의해 정의되거나, 가령, 더 낮은 전력 소비에서 더 높은 전력 소비와 같은 분리 가능한 부하를 분류하기 위한 참조 인덱스로서 상기 부하의 전기 전력 소비를 사용(명목 또는 측정)하는 적절한 알고리즘에 의해, 또는 다른 분리 로직에 따라 동적으로 할당될 수 있다. 동일한 우선 레벨을 가진 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)는 이들의 전기 전력 소비에 의존하여 순서화될 수도 있다.
마이크로-그리드(100)는 하나 이상의 전기 전력 발전기(미도시)를 포함하는 전기 전력 소스(GEN)를 포함한다.
상기 전기 전력 발전기는 임의의 유형일 수 있고, 필요에 따라 배치될 수 있다.
예로써, 이들은 태양 패널 시설, 풍력 터빈 시설, 통합된 열과 전력 시스템, 해양 에너지 발전 시스템, 태양 발전, 디젤 발전, 지열 또는 바이오매스 에너지 발전 시스템, 연료 셀 등을 포함할 수 있다.
전기 전력 소스(GEN)는 하나 이상의 에너지 저장 유닛도 포함할 수 있는데, 이는 임의의 유형일 수 있고, 필요에 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 이들은 커패시터 뱅크, 배터리 등을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)는, 상기 전기 전력 발전기(및 가능하면 상기 에너지 저장 유닛)를 마이크로-그리드의 나머지 부분과 전기적으로 분리 또는 연결하기 위한 하나 이상의 제3 스위칭 장치(S3)를 포함한다.
제3 스위칭 장치(S3)는 가령, 회로 차단기, 접촉기, 스위치 단로기 또는 그 밖의 다른 유사항 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 방법(1)은 마이크로-그리드(100)가 메인 그리드와 분리하여 동작할 때, 마이크로-그리드의 동작을 관리하는데 적합하다.
본 발명에 따른 방법(1)은 주어진 분리 순간에 전기 커플링 노드 POC에서 메인 그리드(200)로부터 마이크로-그리드(100)의 전기적 분리에 응답하여 변리하게 수행된다.
마이크로-그리드(100)가 아일랜드 이벤트에 처하게 되는지를 검출하기 위하여, 스위칭 장치(S1)의 동작 상태는 편리하게 모니터링될 수 있다.
스위칭 장치(S1)가 간섭(가령, 시스템 필요 또는 오작동 또는 사용자의 액션)하도록 하는 실제 이유와 독립적으로, OFF 상태에서 스위칭 장치(S1)의 작동(tripping)은 마이크로 그리드(100)의 아일랜드하도록 하는 필요 충분 조건을 구성한다.
스위칭 장치(S1)가 분리 순간(ts)에 OFF 상태로 작동하자마자, 본 발명의 방법(1)은 마이크로-그리드(100)의 동작을 제어하기 위해 편리하게 실행된다.
본 발명에 따르면, 본 방법(1)은 메인 그리드(200)로부터 마이크로-그리드(100)의 분리가 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문인지, 좀 더 구체적으로, 공통 커플링 노드 POC 근처에 위치된 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문인지를 결정하는 단계(11)를 포함한다.
바람직하게는, 본 방법(1)의 결정 단계(11)는 분리 순간(ts)에 전기 커플린 노드 POC에서 검출된 약간의 전기 양의 행동을 관측하는 것을 제공한다.
바람직하게는, 본 방법(1)의 결정 단계(11)는 분리 순간(ts)에 마이크로-그리드(100)의 동작 상태와 관련된 제1 데이터(D1)를 획득하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 제1 데이터(D1)는 분리 순간(ts)에 전기 커플링 노드(POC)에서 전기 양의 행동을 나타내는 검출값을 포함한다.
바람직하게는, 제1 데이터(D1)에 포함된 검출값은 전기 커플링 노드(POC)에서 상기 전기 양을 검출하도록 배치된 하나 이상의 검출 장치(400)(가령, 전압 센서, 전류 센서 등)에 의해 제공된다.
검출 장치(400)는 알려진 유형일 수 있는데, 간결성을 위하 추가적으로 자세하게 기술하지 않는다.
바람직하게는, 제1 데이터(D1) 포함된 검출 데이터는 분리 순가(ts)에 전기 커플링 노드(POC)에서 마이크로-그리드(100)의 그리드 전압을 나타내는 그리드 전압 검출값(VGRID)을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법(1)의 결정 단계(11)는, 상기 그리드 전압 검출값(제1 데이터(D1) 포함된)과 전압 스레숄드값(VTH)을 비교하는 단계를 포함한다.
상기 그리드 전압 검출값이 전압 스레숄드값(VTH)보다 크거나 같으면{VGRID >= VTH}, 마이크로-그리드(100)와 메인 그리드(200)의 분리는 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이 아니다.
상기 그리드 전압 검출값이 전압 스레숄드값(VTH)보다 작으면{VGRID < VTH}, 마이크로-그리드(100)와 메인 그리드(200)의 분리는 (공통 커플링 노드 POC 근처에서) 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이다.
분리 순간(ts)에 전기 커플링 노드(POC)에서 그리드 전압(VGRID)을 체크하는 상기 기술된 단계는, 전기 전력 분산 그리드의 전기 노드가 일반적으로, 그리드의 일부에서 발생하는 오작동(가령, 단락 회로)의 경우 언더-전압 현상에 처한다는 관측에서의 기술적 배경에서 찾는다.
그러므로, 분리 순간(ts)에서 전기 커플링 노드(POC)에서 언더-전압 현상의 존재는, 마이크로-그리드(100)의 분리 이벤트를 야기하는, 전기 커플링 노드(POC) 근처에서 발생하는 오작동의 분명한 특징을 구성한다.
편리하게, 본 방법(1)의 결정 단계(11)는 분리 순가(ts)에 공통 커플링 노드(POC)에서 그리드 전류를 관측하는 것도 제공한다.
바람직하게는, 제1 데이터(D1)에 포함된 검출 데이터는 분리 순간(ts)에 전기 커플링 노드(POC)에서 마이크로-그리드(100)의 그리드 전류(IGRID)를 나타내는 그리드 전류 검출값(IGRID)을 포함한다.
바람직하게는, 본 방법(1)의 결정 단계(11)는 상기 그리드 전류 검출값(IGRID)에 기초하여, 분리 순간(ts)에 전기 커플링 노드(POC)를 통과하는 그리드 전류의 방향을 체크하는 단계를 포함한다.
상기 언급된 바와 같이, 분리 순간(ts)에 전기 커플링 노드(POC)에서 그리드 전류의 방향을 체크하는 상기 기술된 단계는, 메인 그리드(200)에서 오작동이 발생하였는지, 또는 마이크로-그리드가 메인 그리드로부터 유효 전기 전력을 흡수하였는지를 결정하는 추가적인 정보를 제공하는 것이 발견되었다.
편리하게, 본 방법(1)의 결정 단계(11)는 상기 기술된 전기 양을 나타내는 검출값뿐만 아니라 추가적인 정보를 체크하는 것도 제공한다.
바람직하게, 제1 데이터(D1)는 스위칭 장치(S1)의 동작을 나타내는 로그(log) 정보를 포함한다. 이러한 로그 정보는, 스위칭 장치(S1)에 의해 수신된 가령, 계전기 명령과 관련된 정보, 인터락킹 명령, 수동 명령, 상태 신호 등을 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 방법(1)의 결정 단계(11)는 상기 로그 정보를 체크하는 단계를 포함한다.
이러한 로그 정보의 분석은, 메인 그리드(200)와 마이크로-그리드(100)의 분리가 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이 아니라, 다른 이유(가령, 스위칭 장치(S1)에 의해 수신된 수동, 시스템 또는 인터락킹 명령, 메인 그리드(200)의 정전 등)인지를 결정하기 위한 효과적인 해결책을 발견했다.
본 발명에 따르면, 메인 그리드(200)와 마이크로-그리드(200)의 분리는 상기 메인 그리드에서의 오작동 때문이 아니라면, 본 방법(1)은, 마이크로-그리드(100)가 분리 순간(ts)에 메인 그리드(200)로부터 유효 전기 전력을 흡수하였는지(따라서, 전체적으로 전기 부하로 동작함)를 체크하는 단계(단계 11B)를 추가로 제공한다.
마이크로-그리드(100)가 분리 순간(ts) 메인 그리드(200)로부터 유효 전기 전력을 흡수하였다면, 본 방법(1)은, 분리 순간(ts)에 아일랜드 이벤트에 응답하여, 마이크로-그리드(100)의 하나 이상의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 선택적 방식으로 분리하기 위한 부하 차단(load shedding) 절차(2)를 실행하는 단계(12)를 포함한다.
사실상, 분리 순간(ts)에 메인 그리드(200)로부터 마이크로-그리드(100)로의 유효 전력의 흐름은, 마이크로-그리드(100)가 상기 분리 순간에 모든 전기 부하에 적절하게 공급할 수 없는 환경을 나타낸다. 이는, 상기 전기 부하의 부하 차단이, 관련된 오작동이 메인 그리드에 존재하지 않더라도, 수행된다는 것을 의미한다.
마이크로-그리드(100)는 분리 순간(ts)에 메인 그리드(200)로부터 유효 전기 전력을 흡수하지 않았다면, 본 방법(1)은 종료된다.
사실상, 분리 순간(ts)에 마이크로-그리드(100)로부터 메인 그리드(200)로의 유효 전력의 흐름은, 마이크로-그리드(100)가 상기 분리 순간에 모든 전기 부하에 적절하게 공급할 수 있고, 전기 전력을 메인 그리드(200)에 공급할 수 있다(그래서, 전체적으로 전기 발전기로서 동작함)는 환경을 나타낸다.
부하 차단 절차(2)는 이하에 좀 더 상세히 기술될 것이다.
본 발명에 따르면, 메인 그리드(200)와 마이크로-그리드(100)의 분리가 상기 메인 그리드 때문이라면, 본 방법(1)은 마이크로-그리드(10)의 주파수의 강하가 분리 순간(ts)에 메인 그리드(200)로부터 마이크로-그리드(100)의 분리 이후에 지속되는지를 결정하는 단계(13)를 포함한다.
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 지속되는지를 결정하는 단계(13)는 상기 마이크로-그리드의 주파수와 관련된 제2 데이터(D2)를 획득하는 단계를 포함한다.
제2 데이터(D2)는 검출 장치(400) 또는 알려진 유형의 그 밖의 다른 검출 장치에 의해 제공될 수 있다.
바람직하게는, 제2 데이터(D2)는, 마이크로-그리드(100)의 주파수를 나타내는 제1 주파수 검출값(F1) 및 어떤 양의 시간에 걸친 상기 마이크로-그리드의 주파수의 변동을 나타내는 (실제로, 상기 마이크로-그리드의 주파수의 미분치임) 제2 주파수 검출값(F2)을 포함한다.
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 지속되는지를 결정하는 단계(13)는 제1 주파수 검출값(F1)과 제1 주파수 스레숄드값(FTH1)을 비교하는 단계 및 제2 주파수 검출값(F2)과 제2 주파수 스레숄드값(FTH2)을 비교하는 단계를 포함한다.
주파수 검출값(F1)이 각각의 스레숄드값(FTH1)보다 작고, 주파수 검출값(F2)이 각각의 스레숄드값(FTH2)보다 크면{F1 < FTH1 및 F2 > FTH2}, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하는 분리 순간(ts)에 상기 마이크로-그리드의 아일랜드 이벤트에 응답하여 지속된다.
메인 그리드(100)로부터 분리되어 동작하는 마이크로-그리드(100)에서의 주파수 강하의 존재는, 전기 전력 소스(GEN)에 의해 제공되는 전기 전력과 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비되는 전기 전력 사이에 균형이 없다는 것을 의미한다.
이러한 경우에, 본 방법(1)은 하나 이상의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 선택적 방식으로 분리하기 위한 부하 차단 절차(2)를 실행하는 단계(14)를 포함한다.
다른 한 편으로는, 마이크로-그리드에서의 주파수 강하의 부존재는, 전기 전력 소스(GEN)에 의해 제공된 전기 전력과 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비되는 전기 전력 사이에 균형이 있다는 것을 의미한다.
이러한 경우에, 본 방법(1)은 원칙적으로 종결된다.
물론, 마이크로-그리드(100)의 동작 조건이, 가령, 마이크로-그리드(100)에 전기적으로 연결된 전기 부하의 수의 증가(어떠한 이유로든) 때문에, 시간에 따라 변할 수 있다.
마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 지속되는지를 결정하는 단계(13)는, 마이크로-그리드(100)가 메인 그리드(200)와 분리되어 동작하는 동안, 주기적으로 실행되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)에서의 주파수 강하는, 마이크로-그리드(100)가 여전히 아일랜드 모드에서 동작하는 임의의 시간에 결정된다면, 본 방법(1)은 (상기 기술된 단계(14)에 따라) 부하 차단 절차(2)를 실행한다.
본 방법(1)의 상기 기술된 단계는, 아일랜드 모드에서 동작하는 마이크로-그리드(100)가 도 5에 나타난 제어 스킴에 따라 모델링될 수 있다는 관측에서의 기술적 배경에서 찾는다.
분리 순간(ts)에 마이크로-그리드(100)의 아일랜딩 이후에, 주파수의 변동(Δf)과 사용가능한 전기 전력의 변동(ΔP) 사이의 관계식은 다음 변환 함수에 의해 모델링 될 수 있다.
여기서, Δf는 초기 조건에 대하여, 마이크로-그리드에서의 주파수 변동이고, ΔP는 (부하 사인 규약을 사용하여) 사용가능한 전기 전력의 변동이며, Δεf는 주파수 오차 변동이고, Δfts는 초기 조건에서 주파수 오차 변동이며, Gf는 마이크로-그리드에서 전기 전력 소스를 나타내는 전달 함수이고, ρ는 마이크로-그리드의 감쇠 지수(damping factor)이고, H는 마이크로-그리드의 관성 지수(inertia factor)이다.
분리 순간(ts)에서 주파수 변동에 관한 마이크로-그리드(100)의 응답은 다음 관계식에 의해 표현될 수 있다.
그러므로, 주파수 변동은 마이크로-그리드(100)의 분리 이후에, 마이크로-그리드에서 사용가능한 전기 전력의 변동에 의존하여 비례적으로 (개략적인 근사치로) 간주될 수 있다.
본 발명자는 언더-전압 현상이 분리 순간(ts)에 전기 커플링 노드(POC)에 존재한다면(즉, 마이크로-그리드(100)의 아일랜딩이 전기 커플링 노드(POC)의 근처의 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이라면), 임의의 가능한 주파수 변동(Δf)은 비교적 느린 동적인 행동에 따라(수십 ms) 시간이 지남에 따라 전개된다는 것을 관측하였다.
그러므로, 주파수 강하가 분리 순간(ts)에서 아일랜딩 이벤트 이후에 실제로 진행되는지를 체크할 수 있다. 주파수 강하가 지속된다면, 본 방법(1)은 마이크로-그리드(100)를 보호하기 위해 부하 차단 절차(2)를 실행하는 단계를 제공한다.
언더-전압 현상이 분리 순간(ts)에 전기 커플링 노드(POC)에서 존재하지 않는다면, 주파수 강하가 실제로 발생하는지를 체크할 시간이 없는데, 왜냐하면, 임의의 가능한 주파수 변동(Δf)이, 언더-전압 "완화(relaxation)" 효과가 존재하지 않는다는 사실 때문에, 시간이 매우 빠르게(수십 ms) 전개되기 때문이다.
이러한 경우, 본 방법(1)은 마이크로-그리드(100)를 보호하기 위해 부하 차단 절차(2)를 즉시 실행("블라인드 실행(blind execution)")하는 단계를 제공한다.
본 방법(1)의 부하 차단 절차(2)는 이제 좀 더 상세히 기술된다.
부하 차단 절차(2)는 전기 전력의 양을 나타내는 전력 분리값(ΔPL)을 계산하는 단계(21)를 포함하는데, 이는, 메인 그리드(200)로부터 마이크로-그리드(100)가 분리된 이후에, 마이크로-그리드의 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)를 위해 더 이상 사용하지 못한다.
분리에 의한 전체 전력 변동(ΔPL)은 다음 관계식에 기초하여 계산될 수 있다.
여기서, PI는, 마이크로-그리드의 아일랜딩 이전에, 메인 그리드(200)에 의해 마이크로-그리드로 제공되는 전기 전력을 나타내는 전력 소비값이고, PG는 전기 전력 소스(GEN)에 포함된 전력 생성 시스템(가령, 포토전압 시설)에 의해 제공되는 전기 전력을 나타내는 전력 생성값이며, PIR은 가령, 전기 전력 소스(GEN) 등에 포함된 전기 전력 저장 유닛과 같은 주요 전력 저장소에 의해 제공되는 전기 전력을 나타내는 전력 저장값이다.
바람직하게는, 전력 소비값(PI) 및 전력 저장값(PIR)은 알려진 유형의 적절하게 배치된 검출 장치에 의해 측정될 수 있는 검출값이다.
바람직하게는, 전력 생성값(PG)은 계산된 값이고, 포토전압 전력 생성 시설(PG(t)=PPV(t))의 경우에, 이는 다음 관계식에 의해 주어진 수치 모델을 통해 계산될 수 있다.
여기서, PN은 포토전압 시설에 의해 제공된 공칭 전력(nominal power)이고, Wd는 맑은 하늘 조건에서 직접 복사선 값(direct radiation value)이며, W0는 표준 복사선 값(가령, 1000 W/m2과 동일함)이다.
직접 복사선 값(Wd)(맑은 하늘 조건에서)은 여러 지리학적 및 시간적 양을 결합하는 적절한 삼각 함수를 사용하여 계산될 수 있다.
Wd=Wd (β,ψ,ψs,χ,d,t)
여기서, β는 태양 각도이고, ψ는 태양 방위각이며, ψs는 포토전압 시설 방위각, χ는 포토전압 경사 및 d는 년 중 날짜 및 t는 일 중 시간이다.
직접 복사선 값(Wd)(맑은 하늘 조건에서)은 임의의 하늘 조건에서 동작하는 포토전압 시설을 모델링하기 위한 날씨 상관 인자에 의해 적절하게 교정될 수 있다.
대안예로서, 전력 생성값(PPV)은 필드상에서 측정된 검출값 또는 적절한 추정 수치 모델에 의해 계산된 추정값일 수 있다.
부하 차단 절차(2)는, 주파수의 강하가 지속되는 것을 중단하기 위해 차단되어야 하는, 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비된 전기 전력의 타겟 양을 나타내는 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)을 계산하는 단계(22)를 포함한다.
편리하게, 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)은 적절한 알고리즘에 의해 계산된 전력 분리값(ΔPL)에 기초하여 계산된다.
부하 차단 절차(2)는 주파수의 강하가 지속되는 것을 중단하기 위해 차단되어야 하는, 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비된 전기 전력의 타겟 양을 나타내는 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)을 계산하는 단계(22)를 포함한다.
부하 차단 절차(2)는, 주파수의 강하가 지속되는 것을 중단하기 위해 차단되어야 하는, 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비된 전기 전력의 타겟 양을 나타내는 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)을 계산하는 단계(22)를 포함한다.
편리하게, 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)은 적절한 알고리즘에 의해 계산된 전력 분리값(ΔPL)에 기초하여 계산된다.
예로써, 함수 f(ΔPL)는, 한 세트의 시뮬레이션 결과나 실제 측정치로 트레이닝된, 인공 신경 네트워크에 의해 계산될 수 있다.
추가적인 예로써, 함수 f(ΔPL)는 다음 형태를 가진 선형 함수일 수 있다.
여기서, C(θ)는 θ=[θ1,θ2,θ3… θm] 내에 수집된 파라미터 θi의 다항 함수이고, 이는 그리드(발전기, 케이블, 부하 등)의 기술적 파라미터를 포함하며, 최대 주파수 편차, 회복 시간, 주파수 요구사항의 변화율, 안정 요구사항 등을 포함하는 알고리즘 설정 파라미터를 포함한다.
예를 들어, C(θ)는 다음 표현을 가질 수 있다.
여기서, ji는 정수이고, c(j1,j2,...,jm)은 실제 계수이며, m은 파라미터의 개수이고, 는 다항 차수이다.
부하 차단 절차(2)는 전기 전력 소비 맵(M)을 계산하는 단계(23)를 포함하는데, 이는, 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 의해 소비되는 전기 전력의 누적 양(ΔPLS)은 상기 분리 가능한 부하에 할당된 우선 레벨(i)의 함수로 표현된다.
전기 전력 소비 맵(M)의 예시는 도 4에 도시된다.
세로축 값(ΔPLS1,..., ΔPLSk)은 가로축의 x-축 값에 대응되는 것과 같거나 작은 우선 레벨(i)을 가진 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 의해 소비되는 전기 전력의 누적 양을 나타낸다.
대응되는 우선값(i)와 관련된 일반값(ΔPLSi)은 다음 관계에 의해 주어진다.
여기서, i는 우선성, j는 분리 가능한 부하의 인덱스, Pj,i는 우선성(i)를 가진 분리 가능한 부하(j)의 전력 소비이다.
부하 차단 관점에서, 상기 대응되는 우선값(i)와 관련된 일반값(ΔPLSi)은 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 의해 차단될 수 있는 전기 전력의 누적 양을 나타내는데, 이는 마이크로-그리드(100)로부터, 가로축의 대응되는 x-축 값과 같거나 이보다 작은 우선 레벨(i)을 가진다.
일반적으로, 분리 가능한 부하(DL1, …, DLk)에 의해 소비되는 전기 전력의 전체 양을 나타내는 누적값(ΔPLSk)은 다음 관계식에 의해 주어진다.
부하 차단 관점에서, 상기 누적값(ΔPLSk)은, 마이크로-그리드(100)로부터 k, DL1, …, DLk 이하의 우선 레벨(i)을 가진 분리 가능한 부하를 분리함에 의해 차단될 수 있는 전기 전력의 전체 양을 나타낸다.
일반적으로, 전기 전력 소비 맵(M)에서, 상기 계산된 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)은 두 개의 연속되는 누적값(ΔPLSi,ΔPLSi +1), 1<= i <=N, 여기서, i는 우선 레벨임, 사이의 세로축에 있다.
도 4의 예시에서, 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)은 두 개의 연속적인 누적값(ΔPLS2,ΔPLS3) 사이의 세로축에 있다.
부하 차단 절차(2)는 전기 전력 소비 맵(M)에 의해, 상기 계산된 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)을 획득하기 위해 차단되어야 하는, 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 의해 소비되는 전기 전력의 최소 양을 나타내는 전력 차단 최소값(ΔPLS_MIN)을 결정하는 단계(24)를 포함한다.
편리하게, 언급된 전력 차단 최소값(ΔPLS_MIN)은전기 전력 소비 맵(M) 내의 누적값(ΔPLS1,...,ΔPLSN)들 중 하나이다.
언급된 전력 차단 최소값(ΔPLS_MIN)은 전기 전력 소비 맵(M) 내의 차단 우선값(i)에 해당한다.
그러므로, 차단 우선값(iS)은, 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)가 차단되어서 상기 계산된 차단 타겟값(ΔPLS T)을 획득하기 위한 최소 우선 레벨을 나타낸다.
도 4에 도시된 예시에서, 언급된 전력 차단 최소값(ΔPLS_MIN)은 전기 전력 소비 맵(M) 내의 누적값(ΔPLS3)과 동일하다. 차단 우선값(iS=3)은 누적값(ΔPLS_MIN = ΔPLS3)에 대응되는 우선값이다.
바람직하게는, 전력 차단 최소값(ΔPLS_MIN)은 전기 전력 소비 맵(M) 내에서, 최소 누적 양(ΔPLS)로 결정되는데, 다음 관계식은 사실이다.
여기서, ΔPLS _ T 는 계산된 전력 차단 타겟값이고, m은 0 내지 1 사이에 포함된 수 (즉, 0<= m <=1)이다.
부하 차단 절차(2)는, 결정된 차단 우선값(iS) 이하인 우선 레벨(i)로 할당된, 마이크로-그리드(100)의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 전기적으로 분리하기 위한 제1 제어 신호(CON1)를 제공하는 단계(25)를 포함한다.
편리하게, 제어 신호(CON1)는, 마이크로-그리드(100)의 다른 부분으로부터 분리될, 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 대응되는 스위칭 장치(S2)(가령, 회로 차단기, 접촉기, I-O 인터페이스, 통신 인터페이스 등)으로 제공된다.
부하 차단 절차(2)는 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 제1 제어 신호(CON1)의 제공 이후에도 여전히 지속되는지를 결정하는 단계(26)를 포함한다.
부하 차단 절차(2)의 결정 단계(26)는, 하나 이상의 분리 가능한 부하에 대한 차단 간섭이 전기 전력 소스(GEN)에 의해 제공된 전기 전력과 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비된 전기 전력 사이의 균형을 회복하는데 효과적이기 때문에, 특히 중요하다.
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 여전히 지속되는지를 결정하는 단계(26)는 상기 마이크로-그리드의 주파수와 관련된 제3 데이터(D3)를 획득하는 단계를 포함한다.
제3 데이터(D3)는 검출 장치(400) 또는 알려진 유형의 그 밖의 다른 검출 장치에 의해 제공될 수 있다.
바람직하게는, 제3 데이터(D3)는 마이크로-그리드(100)의 주파수를 나타내는 제3 주파수 검출값(F3)을 포함한다.
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 여전히 지속되는지를 결정하는 단계(26)는 제3 주파수 검출값(F3)과 제3 주파수 스레숄드값(FTH3)을 비교하는 단계를 포함한다.
제3 주파수 검출값(F3)이 각각의 스레숄드값(FTH3)보다 작으면{F3 < FTH3}, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하는 제어 신호(CON1)의 제공에 응답하여 여전히 지속된다.
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 여전히 지속되는지를 결정하는 단계(26)는 상기 마이크로-그리드의 주파수와 관련된 제4 데이터(D4)를 획득하는 단계를 포함한다.
제4 데이터(D4)는 검출 장치(400) 또는 알려진 유형의 그 밖의 다른 검출 장치에 의해 제공될 수 있다.
바람직하게는, 제4 데이터(D4)는 제4 주파수 검출값(F4)을 포함하는데, 이는 시간에 걸쳐 상기 마이크로-그리드의 주파수의 변동을 나타낸다(상기 마이크로-그리드의 주파수의 미분치의 실제).
바람직하게는, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 여전히 지속되는지를 결정하는 단계(26)는 제4 주파수 검출값(F4)과 제4 주파수 스레숄드값(FTH4)을 비교하는 단계를 포함한다.
제4 주파수 검출값(F4)이 각각의 스레숄드값(FTH4)보다 작으면{F4 < FTH4}, 마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하는 제어 신호(CON1)의 제공에 응답하여 여전히 지속된다.
제어 신호(CON1)의 제공 이후에, 마이크로-그리드(100)에서의 주파수 강하의 존재는, 부하 차단 절차(2)의 이전 단계(21-25)에 의해 제공된 차단 간섭이 효과적이지 않고, 전기 전력 소스(GEN)에 의해 제공된 전기 전력과 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비된 전기 전력 사이의 균형이 여전히 없다는 것을 의미한다.
이러한 경우에, 부하 차단 절차(2)는 마이크로-그리드(100)의 모든 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 전기적으로 분리하기 위한, 제2 제어 신호(CON2)를 제공하는 단계(27)를 포함한다.
편리하게, 제어 신호(CON2)는 마이크로-그리드(100)의 다른 부분으로부터 분리되는 모든 나머지 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 대응되는 스위칭 장치(S2)(가령, 회로 차단기, 접촉기, I-O 인터페이스, 통신 인터페이스 등)으로 제공된다.
부하 차단 절차(2)의 상기 언급된 단계(27)는, 주파수 강하가 여전히 지속된다면, 주파수가 매우 빠르게 시간에 걸쳐 변하기 때문에, 부하 차단 절차(2)의 단계(22-25)를 반복할 시간이 없다는 상황에서 기술적 근거를 찾는다. 그러므로, 부하 차단 절차(2)의 이러한 단계는 마이크로-그리드를 보호하기 위해, 마이크로-그리드(100)의 소비의 강건한 제어를 보장한다.
마이크로-그리드(100)에서의 주파수 강하는, 제어 신호(CON1)의 제공 이후에, 더 이상 지속되지 않는다면, 이는, 부하 차단 절차(2)의 이전 단계(21-25)에 의해 제공된 차단 간섭이 효과적이고, 전기 전력 소스(GEN)에 의해 제공된 전기 전력과 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비된 전기 전력 사이의 균형이 있다는 것을 의미한다.
이러한 경우, 부하 차단 절차(2)(및 방법(1))는 원칙적으로 종료된다.
물론, 마이크로-그리드(100)의 동작 조건이, 가령, (어떠한 이유로) 마이크로-그리드(100)에 전기적으로 연결된 전기 부하의 수의 증가 때문에, 시간에 따라 변할 수 있다.
마이크로-그리드(100)의 주파수의 강하가 지속되는지를 결정하는 단계(26)는, 마이크로-그리드(100)가 메인 그리드와 분리되어 동작하는 동안 주기적으로 실행되는 것이 바람직하다.
마이크로-그리드에서의 주파수 강하는, 마이크로-그리드(100)가 아일랜드 모드에서 동작할 때, 임의의 시간에서 결정되고, 본 방법(1)은 상기 기술된 차단 단계(27)를 실행한다.
본 발명에 따른 방법(1)은 컴퓨터화된 장치(300)에 의해 실행된다.
추가적인 양태에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 소프트웨어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램(350)에 관한 것이다.
컴퓨터 프로그램(350)은 가령, 컴퓨터화된 장치(300)의 메모리(도 1)와 같은 저장 매체에 저장되거나 저장가능하다.
추가적인 양태에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 소프트웨어 명령을 실행하도록 구성된 컴퓨터화된 자원을 포함하는 컴퓨터화된 장치(300)(가령, 하나 이상의 마이크로프로세서)에 관한 것이다.
컴퓨터화된 장치(300)는 필드에 설치되거나 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)에 대해 원격 위치에 있는 컴퓨터화된 장치일 수 있다.
예를 들어, 컴퓨터화된 장치(300)는 탑제 설치된 제어 및 보호 유닛, 스위칭 장이, 또는 전기 전력 분산 그리드나 컨트롤러를 위한 디지털 계전기일 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실행을 위한 전형적인 프로세싱 시간은 대략 20 ms일 수 있다.
추가적인 양태에서, 본 발명은, 본 발명에 따른 방법(1)을 실행하도록 구성된 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 포함하는 제어 장비 또는 장치와도 관련된다.
예를 들어, 제어 장비 또는 장치는, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 소프트웨어 명령을 실행하도록 구성된 프로세싱 자원이 제공된 컴퓨터화된 장치(300)를 포함할 수 있다.
제어 장비 또는 장치는 가령, 중심화된 아키텍쳐나 멀티-레벨 아키텍쳐와 같은 다양한 제어 아키텍쳐에 따라 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은, 마이크로-그리드가 메인 그리드와 분리될 때, 마이크로-그리드의 전력 소비를 관리하는데 매우 효과적이고, 전기 부하의 전력 수요와 마이크로-그리드의 전기 전력 소스에 의해 제공되는 전력 사용가능성 사이에 균형을 유지한다.
이는, 마이크로-그리드의 동작의 강건한 제어를 보장하고, 동시에, 전기 부하에 대한 불필요한 과도한-차단 간섭을 피하거나 줄인다.
본 발명에 따른 방법은, 가령, 중심화, 멀티-레벨 또는 분산된 제어 아키텍쳐에 따라, 다양한 제어 아키텍쳐에 의해 실행된다.
본 발명에 따른 방법은, 전기 전력 분산 그리드의 동작을 관리하기 위해, 필드에 이미 설치된 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 사용하여 실행된다.
본 발명에 따른 방법은, 디지털적으로 활성화되는 전력 분산 네트워크(스마트 그리드, 마이크로-그리드 등)에서 실행된다.
본 발명에 따른 방법은 기술 분야에서 비교적 용이하고 비용 효율적인 실제적 실행이 된다.

Claims (12)

  1. 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 마이크로-그리드는,
    상기 마이크로-그리드가 전기 전력 분산 메인 그리드(200)와 전기적으로 연결 가능하거나 분리 가능한 전기 커플링 노드(POC)와,
    하나 이상의 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM) - 각각의 전기 부하는 상기 마이크로-그리드에 의해 제공된 전기 전력의 대응되는 양을 소비하고, 상기 전기 부하는 상기 마이크로-그리드와 전기적으로 분리 가능한 하나 이상의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 포함함 - 와,
    하나 이상의 전기 전력 발전기를 포함하는 전기 전력 소스(GEN)를 포함하고,
    상기 방법은 분리 순간(ts)에 상기 전기 커플링 노드(POC)에서 상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 전기적 분리에 응답하여 실행 가능하되,
    상기 방법은,
    상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리가 상기 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문인지를 결정하는 단계(11)와,
    상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리가 상기 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이 아니고, 상기 마이크로-그리드가 상기 분리 순간(ts)에 상기 메인 그리드로부터 유효 전기 전력을 흡수하였다면, 상기 마이크로-그리드로부터 하나 이상의 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 선택적으로 분리하기 위한 부하 차단 절차(2)를 실행하는 단계(12)와,
    상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리가 상기 메인 그리드(200)에서의 오작동 때문이라면, 상기 마이크로-그리드의 주파수의 강하가 상기 마이크로-그리드의 분리 이후에 지속되는지를 결정하는 단계(13)와,
    주파수의 강하가 상기 메인 그리드와 상기 마이크로-그리드의 분리 이후에 지속된다면, 상기 부하 차단 절차(2)를 실행하는 단계(14)를 포함하되,
    상기 부하 차단 절차(2)는,
    상기 마이크로-그리드와 상기 메인 그리드의 분리 이후에, 상기 마이크로-그리드의 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 사용가능하지 않은, 전기 전력의 양을 나타내는 전력 분리값(ΔPL)을 계산하는 단계(21)와,
    차단될 상기 전기 부하(DL1, …, DLN, UL1, …, ULM)에 의해 소비되는 전기 전력의 타겟 양을 나타내는 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)을 계산하는 단계(22)와,
    전기 전력 소비 맵(M)을 계산하는 단계(23) - 상기 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 의해 소비되는 전기 전력의 누적 양(ΔPLS)은 상기 분리 가능한 부하에 할당된 우선 레벨(i)의 함수로 표현됨 - 와,
    전기 전력 소비 맵(M)에 의해, 상기 전력 차단 타겟값(ΔPLS T)을 획득하기 위해 차단되어야 하는, 상기 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)에 의해 소비되는 전기 전력의 최소 양을 나타내는 전력 차단 최소값(ΔPLS_MIN)을 결정하는 단계(24) - 상기 전력 차단 최소값은 상기 전기 전력 소비 맵(M)에서 차단 우선값(iS)에 해당함 - 와,
    상기 차단 우선값(iS) 이하인 우선 레벨(i)로 할당된, 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 전기적으로 분리하기 위한 제1 제어 신호(CON1)를 제공하는 단계(25)를 포함하는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부하 차단 절차(2)는,
    상기 마이크로-그리드의 주파수의 강하가 상기 제1 제어 신호(CON1)의 제공 이후에도 여전히 지속되는지를 결정하는 단계(26)와,
    주파수의 강하가 여전히 지속된다면, 상기 마이크로-그리드의 모든 분리 가능한 부하(DL1, …, DLN)를 전기적으로 분리하기 위한 제2 제어 신호(CON2)를 제공하는 단계(27)를 포함하는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 메인 그리드(200)와 상기 마이크로-그리드(100)의 분리가 상기 메인 그리드에서의 오작동 때문인지를 결정하는 단계(11)는,
    상기 분리 순간(ts)에 상기 마이크로-그리드의 동작 상태와 관련된 제1 데이터(D1)를 획득하는 단계 - 상기 제1 데이터는 상기 분리 순간(ts)에 상기 전기 커플링 노드(POC)에서 전기 양(VGRID, IGRID)의 행동을 나타내는 검출값을 포함함 - 와,
    상기 전기 커플링 노드(POC)에서 상기 마이크로-그리드의 그리드 전압을 나타내는 상기 제1 데이터(D1)에 포함된 그리드 전압 검출값(VGRID)과 전압 스레숄드값(VTH)을 비교하는 단계를 포함하는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 메인 그리드(200)와 상기 마이크로-그리드(100)의 분리가 상기 메인 그리드에서의 오작동 때문인지를 결정하는 단계(11)는,
    그리드 전류(IGRID)를 나타내는 그리드 전류 검출값에 기초하여, 상기 분리 순간(ts)에 상기 전기 커플링 노드(POC)를 통과하는 그리드 전류(IGRID)의 방향을 체크하는 단계를 포함하되, 상기 전류 검출값은 상기 제1 데이터(D1)에 포함되는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 메인 그리드(200)와 상기 마이크로-그리드(100)의 분리가 상기 메인 그리드에서의 오작동 때문인지를 결정하는 단계(11)는,
    스위칭 장치(S1)의 동작을 나타내는 로그 정보를 체크하는 단계를 포함하되, 상기 스위칭 장치는 상기 전기 커플링 노드(POC)에서 상기 마이크로-그리드와 상기 메인 그리드를 전기적으로 분리할 수 있고, 상기 로그 정보는 상기 제1 데이터(D1)에 포함되는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 마이크로-그리드의 주파수의 강하가 상기 마이크로-그리드(100)와 상기 메인 그리드(200)의 분리 이후에 지속되는지를 결정하는 단계는,
    상기 마이크로-그리드의 주파수와 관련된 제2 데이터(D2)를 획득하는 단계 - 상기 마이크로-그리드의 주파수를 나타내는 제1 주파수 검출값(F1) 및 상기 마이크로-그리드의 주파수의 시간에 따른 변동을 나타내는 제2 주파수 검출값(F2)을 포함함 - 와,
    상기 제1 주파수 검출값(F1)과 제1 주파수 스레숄드값(FTH1)을 비교하는 단계와,
    상기 제2 주파수 검출값(F2)과 제2 주파수 스레숄드값(FTH2)을 비교하는 단계를 포함하는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 마이크로-그리드의 주파수의 강하가 상기 제1 제어 신호(CON1)의 제공 이후에 여전히 지속되는지를 결정하는 단계는,
    상기 마이크로-그리드의 주파수와 관련된 제3 데이터(D3)를 획득하는 단계 - 상기 제3 데이터는 상기 마이크로-그리드의 주파수를 나타내는 제3 주파수 검출값(F3)을 포함함 - 와,
    상기 제3 주파수 검출값(F3)과 제3 주파수 스레숄드값(FTH3)을 비교하는 단계를 포함하는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  8. 제 2 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 마이크로-그리드의 주파수의 강하가 상기 제1 제어 신호(CON1)의 제공 이후에 여전히 지속되는지를 결정하는 단계는,
    상기 마이크로-그리드의 주파수와 관련된 제4 데이터(D4)를 획득하는 단계 - 상기 제4 데이터는 상기 마이크로-그리드의 주파수의 시간에 따른 변동을 나타내는 제4 주파수 검출값(F4)을 포함함 - 와,
    상기 제4 주파수 검출값(F4)과 제4 주파수 스레숄드값(FTH4)을 비교하는 단계를 포함하는, 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전력 차단 최소값(ΔPLS_MIN)은 상기 전기 전력 소비 맵(M) 내의 전기 전력의 최소 누적 양(ΔPLS)으로 결정되고, 이라는 관계가 유효하며, 여기서, ΔPLS T 는 상기 전력 차단 타겟값이고, m은 0<= m <=1 인 미리정한 수인 전기 전력 분산 마이크로-그리드(100)를 제어하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법을 실행하기 위한 소프트웨어 명령을 포함하며, 컴퓨터 판독형 저장 매체에 저장되는 컴퓨터 프로그램(350).
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방법을 실행하기 위한 소프트웨어 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독형 저장 매체.
  12. 삭제
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