KR102628055B1 - System and method for estimating voltage and section loads in power distribution systems - Google Patents
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Abstract
배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 전압 및 구간 부하 추정 장치는, 계통의 상태정보에 기초하여 상기 계통의 토폴로지를 추정하고, 상기 토폴로지에서 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 토폴로지 추정부, 현장 데이터 취득 장치에 의해 측정된 제1 계측정보 또는 위상 측정 장치에 의해 측정된 제2 계측정보를 이용하여 각 구간의 종류를 판별하는 구간 종류 판단부, 상기 제1 계측정보를 이용하여 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값을 적용하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하며, 상기 보정된 각 구간의 부하 중심점을 이용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하며, 상기 재추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하는 전압 및 구간 부하 추정부를 포함한다. A system and method for estimating voltage and section load of a distribution system are disclosed. The voltage and section load estimation device according to an aspect of the present invention includes a topology estimation unit that estimates the topology of the system based on system status information and calculates the load center point of each section in the topology, and a field data acquisition device. A section type determination unit that determines the type of each section using the first measurement information measured by or the second measurement information measured by the phase measurement device, the voltage of the automatic switch estimated using the first measurement information and the Calculate the correction value of the load center point of each section using the voltage of the second measurement information, apply the calculated correction value to correct the load center point of each section, and use the corrected load center point of each section to calculate the correction value of the load center point of each section. It includes a voltage and section load estimation unit that re-estimates the voltage of the automatic switch and estimates the load of each section using the re-estimated voltage.
Description
본 발명은 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배전계통에서 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동, 분산전원의 영향 및 분기선로에 대한 영향을 고려하여 전압 및 구간 부하를 추정할 수 있는 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and method for estimating voltage and section load of a distribution system. More specifically, it relates to a system and method for estimating voltage and section load in a distribution system, taking into account changes in the load center point due to load changes in the distribution system, the effect of distributed power, and the effect on branch lines. This relates to a system and method for estimating the voltage and section load of a distribution system that can estimate the load.
배전계통은 송전계통으로부터 공급되는 고전압을 수용가에서 사용되는 저전압으로 변환하여 수용가로 공급하는 전력계통을 의미한다.The distribution system refers to the power system that converts the high voltage supplied from the transmission system into the low voltage used by consumers and supplies it to consumers.
도 1에 도시된 바와 같이, 송전계통에서는 부하에 대한 직접 측정(11)을 통해 구간 부하를 측정한다. 이와 함께, 송전계통에서는 발전량에 대한 측정(12) 및 부하가 제거된 순수한 선로의 유출 및 유입 측정치(13)를 측정한다.As shown in Figure 1, in the transmission system, section load is measured through direct measurement of the load (11). In addition, in the transmission system, measurements of power generation (12) and outflow and inflow measurements (13) of pure lines with the load removed are measured.
따라서, 송전계통에서는 부하의 직접 측정에 문제가 발생하는 경우 나머지 측정량(예컨대, 발전량의 유입, 선로 유출량 등)을 이용하여 구간 부하를 추정할 수 있다.Therefore, in the transmission system, if a problem occurs in direct measurement of the load, the section load can be estimated using the remaining measured quantities (eg, inflow of generated power, outflow of line, etc.).
배전계통 구간 부하의 추정은 계통 해석 및 제어의 측면에서 다음과 같은 중요성을 가진다.Estimation of the load of the distribution system section has the following importance in terms of system analysis and control.
1) 배전계통의 해석 : 배전계통의 조류계산은 취약 개소(전압 및 선로조류량)를 파악하기 위한 기본적인 솔루션이다. 조류계산은 결국 부하량을 기준으로 현재 계통상태(전압 및 위상)를 파악하는 기법으로 구간 부하의 정확한 추정은 매우 중요하다. 잘못된 해석을 통해 특정 개소의 전압 및 선로조류의 위배(violation)를 오탐지 또는 미탐지하는 경우 계통운영에 손실을 가져온다.1) Analysis of distribution system: Current calculation of distribution system is a basic solution for identifying vulnerable points (voltage and line current). Current calculation is ultimately a technique to determine the current system status (voltage and phase) based on load, and accurate estimation of section load is very important. If a violation of voltage or line current at a specific location is falsely detected or not detected through incorrect interpretation, it causes loss in system operation.
2) 배전계통의 계획 : 대표적인 배전계통의 계획 솔루션인 배전계통 재구성(network reconfiguration) 역시 각 D/L(distribution line)의 부하량을 기준으로 부하평준화 및 조류계산 기반의 손실량을 계산하여 이를 최소화하는 것을 목적함수로 하고 있으므로 구간 부하의 정확한 추정은 매우 중요한 요소이다. 잘못된 구간 부하를 이용하여 계통계획을 수립하는 경우 불필요한 선로 및 기기의 신설 등의 경제적인 손실이 예상된다.2) Distribution system planning: Network reconfiguration, a representative distribution system planning solution, also involves minimizing this by calculating the amount of loss based on load leveling and current calculation based on the load of each D/L (distribution line). Since it is used as an objective function, accurate estimation of section load is a very important factor. If a system plan is established using the wrong section load, economic losses such as the construction of unnecessary lines and equipment are expected.
3) 배전계통의 제어 : 배전계통의 고장발생 시 보호기기에 의한 고장차단, 자동화개폐기에 의한 고장구간 고립(isolation) 및 정전구간의 복구(restoration)가 순차적으로 수행된다. 정전구간을 복구하기 위해서는 정전구간의 부하량과 절체가 가능한 인근선로들의 부하량에 대한 정보가 필요하며 이를 통해 정전구간의 복구여부 및 방법이 결정된다. 복구가 불가능한 경우에 대한 선로 및 자동화 개폐기의 신설이 검토되며 따라서 구간 부하의 부정확한 추정은 경제적 손실을 발생시킨다.3) Control of the distribution system: When a failure occurs in the distribution system, fault blocking by protection devices, isolation of the fault section by an automatic switch, and restoration of the power outage section are performed sequentially. In order to restore a power outage section, information is needed about the load of the outage section and the loads of nearby lines that can be switched, and through this, whether and how to restore the outage section is determined. In cases where recovery is impossible, new lines and automated switches are considered, and therefore, inaccurate estimation of section load causes economic losses.
이처럼, 배전계통에서는 송전계통과 달리 부하량을 직접 측정할 수 없기 때문에 구간 부하를 추정한다. 종래에는 구간 내 설비 및 계약전력을 고려한 구간 부하 중심점 산정, 변전소 인출단의 계측치(전압, 전류의 크기 및 전압-전류 위상차), 자동화개폐기의 계측치(전류의 크기 및 전압-전류 위상차), 선로 정보 및 구간 부하 중심점을 이용하여 각 자동화개폐기의 전압의 크기를 추정하고, 추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하고 있다. Likewise, in the distribution system, unlike the transmission system, the load cannot be measured directly, so section load is estimated. Conventionally, the section load center point was calculated considering the facilities and contracted power in the section, measured values at the substation outlet (voltage, current size, and voltage-current phase difference), automatic switch measurement values (current size and voltage-current phase difference), and line information. The magnitude of the voltage of each automatic switch is estimated using the section load center point, and the load of each section is estimated using the estimated voltage.
그러나, 종래 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 방식은 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동을 고려하지 않았고, 분산전원의 영향을 고려하지 않았으며, 분기선로에 대한 영향을 고려하지 않은 문제점들이 있다. However, the conventional method of estimating the voltage and section load of the distribution system has problems in that it does not consider changes in the load center point due to load changes, does not take into account the influence of distributed power, and does not take into account the influence on branch lines.
이에, 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동, 분산전원의 영향 및 분기선로에 대한 영향을 고려하여 전압 및 구간 부하를 추정할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. Accordingly, there is a need to develop technology that can estimate voltage and section load by considering changes in the load center point due to load changes, the influence of distributed power, and the influence on branch lines.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2014-0032138호(2014.03.14. 공개, 발명의 명칭 : 배전계통의 구간 부하 추정 장치 및 방법)가 있다.Prior art related to the present invention includes Republic of Korea Patent Publication No. 2014-0032138 (published on March 14, 2014, title of invention: Apparatus and method for estimating section load of distribution system).
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동, 분산전원의 영향 및 분기선로에 대한 영향을 고려하여 전압 및 구간 부하를 추정할 수 있는 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to improve the problems described above. The purpose of the present invention is to estimate the voltage and section load by considering the change in the load center point due to load change, the effect of distributed power, and the effect on branch lines. It provides a system and method for estimating the voltage and section load of the existing distribution system.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and other problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 측면에 따른 전압 및 구간 부하 추정 장치는, 계통의 상태정보에 기초하여 상기 계통의 토폴로지를 추정하고, 상기 토폴로지에서 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 토폴로지 추정부, 현장 데이터 취득 장치에 의해 측정된 제1 계측정보 또는 위상 측정 장치에 의해 측정된 제2 계측정보를 이용하여 각 구간의 종류를 판별하는 구간 종류 판단부, 상기 제1 계측정보를 이용하여 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값을 적용하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하며, 상기 보정된 각 구간의 부하 중심점을 이용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하며, 상기 재추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하는 전압 및 구간 부하 추정부를 포함한다. The voltage and section load estimation device according to an aspect of the present invention includes a topology estimation unit that estimates the topology of the system based on system status information and calculates the load center point of each section in the topology, and a field data acquisition device. A section type determination unit that determines the type of each section using the first measurement information measured by or the second measurement information measured by the phase measurement device, the voltage of the automatic switch estimated using the first measurement information and the Calculate the correction value of the load center point of each section using the voltage of the second measurement information, apply the calculated correction value to correct the load center point of each section, and use the corrected load center point of each section to calculate the correction value of the load center point of each section. It includes a voltage and section load estimation unit that re-estimates the voltage of the automatic switch and estimates the load of each section using the re-estimated voltage.
본 발명에서 상기 계통의 상태정보는, 개폐기의 투입/개방 데이터, 노드의 연결 관계, 계통 내 설비용량 및 계약전력에 대한 정보를 포함하고, 상기 제1 계측정보는 현장 데이터 취득 장치에 의해 측정된 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 포함하며, 상기 제2 계측정보는 상기 위상 측정 장치에 의해 측정된 전압, 전류의 크기 및 전압-전류 위상차를 포함할 수 있다. In the present invention, the status information of the system includes closing/opening data of the switch, connection relationship of the nodes, information on facility capacity and contract power within the system, and the first measurement information is measured by an on-site data acquisition device. It includes a current magnitude and a voltage-current phase difference, and the second measurement information may include a voltage measured by the phase measurement device, a current magnitude, and a voltage-current phase difference.
본 발명에서 상기 토폴로지 추정부는, 상기 개폐기의 투입/개방 정보를 이용하여 자동화개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성하고, 상기 토폴로지내 각 구간의 전체 긍장, 해당 구간에 위치하는 부하의 크기 및 거리를 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산출할 수 있다. In the present invention, the topology estimation unit configures the topology to separate each section based on the automatic switch using the closing/opening information of the switch, and determines the overall weight of each section in the topology and the size of the load located in the section. and distance can be used to calculate the load center point of each section.
본 발명에서 상기 구간 종류 판단부는, 상기 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 판별할 수 있다. In the present invention, the section type determination unit can determine each section as a load dominant section or a power generation source dominant section using the current magnitude and voltage-current phase difference.
본 발명에서 상기 구간 종류 판단부는, 구간 양단의 전류 방향이 같은 경우에는, 전류 방향을 기준으로 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 큰 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 작은 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하며, 구간 양단의 전류 방향이 다른 경우에는, 양단의 전류 방향이 구간 안쪽을 향하고 있는 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 양단의 전류 방향이 구간 바깥쪽으로 향하고 있는 경우를 발전원 우세 구간으로 판별할 수 있다. In the present invention, when the current direction at both ends of the section is the same, the section type determination unit determines the case where the current at the transmitting end is greater than the current at the receiving end based on the current direction as the load dominant section, and the current at the transmitting end is The case where the current is smaller than the front end is determined as the power generation source dominant section. If the current directions at both ends of the section are different, the case where the current direction at both ends is toward the inside of the section is determined as the load dominant section, and the current direction at both ends is determined as the section. The case where it is directed outward can be determined as a power generation source dominant section.
본 발명에서 상기 구간 종류 판단부는, 구간 내 분기선이 존재하는 경우, 분기선 내에 자동화개폐기가 존재하면 분기선 구간으로 처리하고, 자동화개폐기가 존재하지 않으면 부하로 처리할 수 있다. In the present invention, the section type determination unit may treat the section as a branch line section if there is an automated switch in the branch line when there is a branch line in the section, and treat it as a load if there is no automatic switch in the branch line.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정부는, 상기 계통의 토폴로지, 제1 계측정보, 제2 계측정보, 구간 부하 중심점 및 구간 종류 중 적어도 하나를 입력받아 자동화개폐기의 전압을 추정하고, 상기 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 통해 추정 오차가 확인되면, 상기 추정된 자동화개폐기의 전압, 해당 자동화 개폐기의 전류의 크기, 구간의 부하 중심점, 구간의 종류, 해당 자동화 개폐기의 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 이용하여 상기 보정값을 산출할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation unit estimates the voltage of the automatic switch by receiving at least one of the topology of the system, first measurement information, second measurement information, section load center point, and section type, and estimates the voltage of the automatic switch. When the estimation error is confirmed through the voltage of the switch and the voltage of the second measurement information, the estimated voltage of the automatic switch, the size of the current of the corresponding automated switch, the load center point of the section, the type of section, the voltage of the corresponding automated switch - The correction value can be calculated using at least one of the current phase differences.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정부는, 상기 산출된 보정값을 해당 구간의 부하 중심점에 반영하여 상기 구간의 부하 중심점을 보정하고, 상기 보정된 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 판단하여, 상기 범위 내에 있는 경우 상기 보정된 부하 중심점을 적용하여 상기 자동화 개폐기의 전압을 재추정하고, 상기 범위 내에 있지 않은 경우 상기 보정값을 재산출할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation unit reflects the calculated correction value to the load center point of the section to correct the load center point of the section, determines whether the corrected load center point is within a preset range, and determines whether the corrected load center point is within a preset range. If it is within the range, the voltage of the automatic switch can be re-estimated by applying the corrected load center point, and if it is not within the range, the correction value can be recalculated.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정부는, 상기 보정된 부하 중심점이 상기 범위 내에 있지 않은 경우, 0보다 낮은 구간 부하 중심점을 가지는 구간은 부하 중심점을 0으로, 1보다 큰 구간 부하 중심점을 갖는 구간은 1로 부하 중심점을 고정한 후, 상기 보정값을 재산출하고, 상기 부하 중심점을 고정한 구간을 제외한 각 구간에 상기 재산출된 보정값을 반영하여 각 구간의 부하 중심점을 보정할 수 있다. In the present invention, if the corrected load center point is not within the range, the voltage and section load estimation unit sets the load center point to 0 for sections with section load center points lower than 0, and sets the load center point to 0 for sections with section load center points greater than 1. After fixing the load center point to 1, the correction value is recalculated, and the recalculated correction value is reflected in each section except the section in which the load center point is fixed to correct the load center point of each section.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정부는, 상기 보정된 부하 중심점이 상기 범위 내에 있는 경우, 해당 구간이 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간인지를 고려하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation unit may re-estimate the voltage of the automatic switch by considering whether the corresponding section is a load dominant section or a power generation source dominant section when the corrected load center point is within the range.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정부는, 분기선이 존재하는 경우, 해당 분기선이 분기되기 직전 자동화개폐기의 전압 추정값을 기준으로 분기선로 내 자동화개폐기의 전압을 재추정할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation unit, when a branch line exists, can re-estimate the voltage of the automatic switch in the branch line based on the voltage estimate of the automatic switch just before the branch line branches.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정부는, 직선 구간의 경우, 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유효 손실 및 무효 손실을 산출하며, 상기 유효전력, 무효전력, 유효 손실 및 무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출하고, 분기선로 구간의 경우, 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation unit calculates the active power and reactive power flowing through each automatic switch using the voltage, current size, and voltage-current phase difference of the automatic switch at both ends of the section in the case of a straight section, and calculates the active power and reactive power flowing through each line. The effective loss and reactive loss due to the current flowing in the Separate, apply the same size to the load center point of each section as the load center point of the straight section before separation, and calculate the size of the two loads so that the load center point has the same value as the load center point of the straight section before separation.
본 발명의 다른 측면에 따른 전압 및 구간 부하 추정 시스템은, 자동화개폐기에 설치되어, 상기 자동화개폐기와 인접한 노드의 전압과 전류의 크기 및 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 포함하는 제1계측정보를 측정하는 현장 데이터 취득 장치, 변전소 인출단 및 선로말단에 설치되어, 상기 자동화개폐기와 인접한 노드의 전압과 전류의 크기, 및 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 포함하는 제2계측정보를 측정하는 위상 측정 장치, 상기 현장 데이터 취득 장치에서 측정된 제1계측정보, 위상 측정 장치에서 측정된 제2계측정보 및 계통의 상태정보가 저장된 데이터베이스 및 상기 데이터베이스로부터 계통의 상태정보, 제1계측정보 및 제2계측정보를 수집하고, 상기 계통의 상태정보에 기초하여 상기 계통의 토폴로지를 추정하며, 상기 토폴로지에서 각 구간의 부하 중심점을 산출하고, 상기 제1계측정보 또는 제2계측정보를 이용하여 각 구간의 종류를 판별하며, 상기 제1 계측정보를 이용하여 추정된 자동화개폐기의 전압과 제2계측정보의 전압을 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값을 적용하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하며, 상기 보정된 각 구간의 부하 중심점을 이용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하며, 상기 재추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하는 전압 및 구간 부하 추정 장치를 포함한다. The voltage and section load estimation system according to another aspect of the present invention is installed in an automatic switch and measures first measurement information including at least one of the magnitude of voltage and current and the voltage-current phase difference of a node adjacent to the automatic switch. A field data acquisition device that is installed at a substation outlet and line end, and a phase measurement device that measures secondary measurement information including at least one of the magnitude of the voltage and current of a node adjacent to the automatic switch and the voltage-current phase difference. , a database storing the first system measurement information measured by the field data acquisition device, the second system measurement information measured by the phase measurement device, and system status information, and the system status information, first system measurement information, and second system measurement information from the database. collects, estimates the topology of the system based on the status information of the system, calculates the load center point of each section from the topology, and determines the type of each section using the first or second measurement information. Determine, calculate the correction value of the load center point of each section using the voltage of the automatic switch estimated using the first measurement information and the voltage of the second measurement information, and apply the calculated correction value to calculate the correction value of the load center point of each section. Comprising a voltage and section load estimation device that corrects the load center point, re-estimates the voltage of the automatic switch using the corrected load center point of each section, and estimates the load of each section using the re-estimated voltage. do.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는, 상기 계통의 상태정보내 개폐기의 투입/개방 데이터를 이용하여 자동화개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성하고, 상기 토폴로지내 각 구간의 전체 긍장, 해당 구간에 위치하는 부하의 크기 및 거리를 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산출할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation device configures the topology to separate each section based on the automatic switch using the closing/opening data of the switch in the status information of the system, and calculates the overall power of each section in the topology. , the load center point of each section can be calculated using the size and distance of the load located in the section.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는, 상기 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 판별하되, 구간 양단의 전류 방향이 같은 경우에는, 전류 방향을 기준으로 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 큰 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 작은 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하며, 구간 양단의 전류 방향이 다른 경우에는, 양단의 전류 방향이 구간 안쪽을 향하고 있는 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 양단의 전류 방향이 구간 바깥쪽으로 향하고 있는 경우를 발전원 우세 구간으로 판별할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation device uses the current magnitude and voltage-current phase difference to determine each section as a load dominant section or a power generation source dominant section. If the current direction at both ends of the section is the same, the current direction Based on this, the case where the current at the transmitting end is greater than the current at the receiving end is determined as the load dominant section, and the case where the current at the transmitting end is smaller than the current at the receiving end is determined as the power source dominant section, and the current direction at both ends of the section is determined as In other cases, the case where the current direction at both ends is toward the inside of the section can be determined as the load dominant section, and the case where the current direction at both ends is toward the outside of the section can be determined as the power source dominant section.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는, 상기 산출된 보정값을 해당 구간의 부하 중심점에 반영하여 상기 구간의 부하 중심점을 보정하고, 상기 보정된 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 판단하여, 상기 범위 내에 있는 경우 상기 보정된 부하 중심점을 적용하여 상기 자동화 개폐기의 전압을 재추정하고, 상기 범위 내에 있지 않은 경우 상기 보정값을 재산출할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation device reflects the calculated correction value to the load center point of the section to correct the load center point of the section, determines whether the corrected load center point is within a preset range, and determines whether the corrected load center point is within a preset range. If it is within the range, the voltage of the automatic switch can be re-estimated by applying the corrected load center point, and if it is not within the range, the correction value can be recalculated.
본 발명에서 상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는, 직선 구간의 경우, 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유효 손실 및 무효 손실을 산출하며, 상기 유효전력, 무효전력, 유효 손실 및 무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출하고, 분기선로 구간의 경우, 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출할 수 있다. In the present invention, the voltage and section load estimation device calculates the active power and reactive power flowing through each automatic switch using the voltage, current magnitude, and voltage-current phase difference of the automatic switch at both ends of the section in the case of a straight section, and calculates the active power and reactive power flowing through each automatic switch. Calculate the effective loss and reactive loss due to the current flowing in the line, and calculate the load of the straight section using the active power, reactive power, active loss, and reactive loss. In the case of the branch line section, the straight section is divided into two sections. Separate the load center point of each section and apply the same size as the load center point of the straight section before separation, and calculate the size of the two loads so that they have the same value as the load center point of the straight section before separation.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전압 및 구간 부하 추정 방법은, 토폴로지 추정부가 계통의 상태정보에 기초하여 상기 계통의 토폴로지를 추정하고, 상기 토폴로지에서 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 단계, 구간 종류 판별부가 현장 데이터 취득 장치에 의해 측정된 제1 계측정보 및 위상 측정 장치에 의해 측정된 제2 계측정보를 이용하여 각 구간의 종류를 판별하는 단계, 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 제1 계측정보를 이용하여 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값을 적용하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하며, 상기 보정된 각 구간의 부하 중심점을 이용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 단계, 상기 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 재추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하는 단계를 포함한다. The voltage and section load estimation method according to another aspect of the present invention includes the steps of a topology estimator estimating the topology of the system based on system status information, calculating the load center point of each section in the topology, and determining the type of section. A step of determining the type of each section using first measurement information measured by an additional field data acquisition device and second measurement information measured by a phase measurement device, wherein the voltage and section load estimation unit uses the first measurement information Using the estimated voltage of the automatic switch and the voltage of the second measurement information, the correction value of the load center point of each section is calculated, the calculated correction value is applied to correct the load center point of each section, and the corrected It includes the step of re-estimating the voltage of the automatic switch using the load center point of each section, and the step of the voltage and section load estimating unit estimating the load of each section using the re-estimated voltage.
본 발명의 상기 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 단계에서, 상기 토폴로지 추정부는, 상기 계통의 상태정보내 개폐기의 투입/개방 정보를 이용하여 자동화개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성하고, 상기 토폴로지내 각 구간의 전체 긍장, 해당 구간에 위치하는 부하의 크기 및 거리를 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산출할 수 있다. In the step of calculating the load center point of each section of the present invention, the topology estimation unit configures the topology to separate each section based on the automatic switch using the closing/opening information of the switch in the status information of the system, The load center point of each section can be calculated using the total weight of each section in the topology and the size and distance of the load located in the section.
본 발명의 상기 각 구간의 종류를 판별하는 단계에서, 상기 구간 종류 판단부는, 상기 제1계측정보 또는 제2계측정보의 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 판별하되, 구간 양단의 전류 방향이 같은 경우에는, 전류 방향을 기준으로 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 큰 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 작은 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하며, 구간 양단의 전류 방향이 다른 경우에는, 양단의 전류 방향이 구간 안쪽을 향하고 있는 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 양단의 전류 방향이 구간 바깥쪽으로 향하고 있는 경우를 발전원 우세 구간으로 판별할 수 있다. In the step of determining the type of each section of the present invention, the section type determination unit determines each section as a load dominant section or power source using the current magnitude and voltage-current phase difference of the first measurement information or the second measurement information. It is determined as a dominant section, but if the current direction at both ends of the section is the same, the case where the current at the transmitting end is greater than the current at the receiving end based on the current direction is determined as the load dominant section, and the current at the transmitting end is the current at the receiving end. The smaller case is determined as the power generation source dominant section, and when the current directions at both ends of the section are different, the case where the current direction at both ends is toward the inside of the section is determined as the load dominant section, and the current direction at both ends is toward the outside of the section. This case can be determined as a power generation source dominant section.
본 발명의 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 단계는, 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 상기 계통의 토폴로지, 제1 계측정보, 제2 계측정보, 구간 부하 중심점 및 구간 종류 중 적어도 하나를 입력받아 자동화개폐기의 전압을 추정하는 단계, 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 상기 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 통해 추정 오차를 확인하는 단계, 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 추정 오차가 확인되면, 상기 추정된 자동화개폐기의 전압, 해당 자동화 개폐기의 전류의 크기, 구간의 부하 중심점, 구간의 종류, 해당 자동화 개폐기의 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 이용하여 상기 보정값을 산출하는 단계, 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 상기 산출된 보정값을 해당 구간의 부하 중심점에 반영하여 상기 구간의 부하 중심점을 보정하는 단계, 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 상기 보정된 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 판단하는 단계 및 상기 판단결과, 상기 범위 내에 있는 경우 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 상기 보정된 부하 중심점을 적용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하고, 상기 범위 내에 있지 않은 경우 상기 보정값을 재산출하는 단계를 포함할 수 있다. In the step of re-estimating the voltage of the automatic switch of the present invention, the voltage and section load estimation unit receives at least one of the topology of the system, first measurement information, second measurement information, section load center point, and section type and calculates the automatic switch. estimating the voltage, the voltage and section load estimating unit confirming an estimation error through the estimated voltage of the automatic switch and the voltage of the second measurement information, and the voltage and section load estimating unit confirms the estimation error. , calculating the correction value using at least one of the estimated voltage of the automatic switch, the size of the current of the corresponding automated switch, the load center point of the section, the type of section, and the voltage-current phase difference of the corresponding automated switch, the voltage And the section load estimation unit reflecting the calculated correction value to the load center point of the section to correct the load center point of the section, and the voltage and section load estimate unit determining whether the corrected load center point is within a preset range. And as a result of the determination, if it is within the range, the voltage and section load estimation unit re-estimates the voltage of the automatic switch by applying the corrected load center point, and if it is not within the range, recalculating the correction value. It can be included.
본 발명에서 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정 시, 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 해당 구간이 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간인지를 고려하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정할 수 있다. In the present invention, when re-estimating the voltage of the automatic switch, the voltage and section load estimation unit can re-estimate the voltage of the automatic switch by considering whether the section is a load dominant section or a power generation source dominant section.
본 발명의 상기 각 구간의 부하를 추정하는 단계에서, 상기 전압 및 구간 부하 추정부는 직선 구간의 경우, 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유효 손실 및 무효 손실을 산출하며, 상기 유효전력, 무효전력, 유효 손실 및 무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출하고, 분기선로 구간의 경우, 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출할 수 있다. In the step of estimating the load of each section of the present invention, the voltage and section load estimation unit uses the voltage, current size, and voltage-current phase difference of the automatic switch at both ends of the section in the case of a straight section to determine the effective power flowing to each automatic switch. Calculate power and reactive power, calculate active loss and reactive loss due to the current flowing in each line, calculate the load of the straight section using the active power, reactive power, active loss, and reactive loss, and calculate the load of the branch line section. In the case of , the straight section is divided into two sections, the load center point of each section is applied the same size as the load center point of the straight section before separation, and the two sections are adjusted to have the same value as the load center point of the straight section before separation. The size of the load can be calculated.
본 발명에 따르면, 위상 측정 장치의 전압 측정치를 이용하여 구간 부하 중심점을 보정함으로써, 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동을 고려할 수 있다. According to the present invention, by correcting the section load center point using the voltage measurement value of the phase measurement device, the change in the load center point due to load variation can be taken into account.
또한, 본 발명에 따르면, 구간을 부하 우세 구간 및 발전원 우세 구간으로 나누고, 각 구간의 종류에 맞는 전압 추정 수학식을 이용하여 전압 및 구간 부하를 추정함으로써, 분산전원에 의한 조류 변동을 고려할 수 있다. In addition, according to the present invention, by dividing the section into a load-dominant section and a power generation source-dominant section and estimating the voltage and section load using a voltage estimation equation appropriate for the type of each section, tidal fluctuations due to distributed power can be taken into consideration. there is.
또한, 본 발명에 따르면, 메인피더의 전압 추정치를 기반으로 전압 추정 및 분기선 구간의 부하 분배를 수행함으로써, 분기선로에 대한 영향을 고려할 수 있다. Additionally, according to the present invention, the influence on the branch line can be taken into consideration by performing voltage estimation and load distribution of the branch line section based on the voltage estimate of the main feeder.
결론적으로, 본 발명에 따르면, 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동, 분산전원의 영향 및 분기선로에 대한 영향을 고려하여 전압 및 구간 부하를 추정함으로써, 부하의 변동으로 구간 부하 중심점이 변동하더라도 이에 맞춰 전압 및 구간 부하를 추정할 수 있고, 분기선로나 분산전원이 있더라도 이에 맞는 추정방법을 통해 추정 오차를 줄일 수 있다.In conclusion, according to the present invention, the voltage and section load are estimated by taking into account the change in the load center point due to load change, the effect of distributed power, and the effect on the branch line, so that even if the section load center point changes due to load change, it is adjusted accordingly. Voltage and section load can be estimated, and even if there are branch lines or distributed power sources, estimation errors can be reduced through an appropriate estimation method.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다. Meanwhile, the effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and various effects may be included within the range apparent to those skilled in the art from the contents described below.
도 1은 종래의 구간 부하를 추정하는 기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토폴로지 추정부의 기능을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 구간의 전류 흐름을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 우세 구간 및 발전원 우세 구간의 전류 흐름을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분기선이 있는 구간을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 우세 구간 및 발전원 우세 구간의 전압강하 특성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분기선이 존재하는 배전계통을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분기선의 구간 부하를 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 및 구간 부하 추정 출력 토폴로지를 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 및 구간 부하 추정 방법을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 및 구간 부하 추정의 효과를 입증하기 위한 테스트 계통1을 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 및 구간 부하 추정의 효과를 입증하기 위한 테스트 계통2를 나타낸 예시도이다. Figure 1 is a diagram for explaining a conventional technique for estimating section load.
Figure 2 is a block diagram showing a system for estimating voltage and section load of a distribution system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an example diagram for explaining the function of the topology estimation unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an example diagram for explaining the current flow in a load section according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is an example diagram for explaining the current flow in the load dominant section and the power generation source dominant section according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exemplary diagram for explaining a section with a branch line according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is an example diagram for explaining the voltage drop characteristics of the load dominant section and the power generation source dominant section according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is an exemplary diagram for explaining a distribution system in which a branch line exists according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an exemplary diagram for explaining the section load of a branch line according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is an example diagram for explaining a voltage and section load estimation output topology according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a flowchart illustrating a method for estimating voltage and section load of a distribution system according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a flowchart for explaining in detail the voltage and section load estimation method according to an embodiment of the present invention.
Figure 13 is an exemplary diagram showing test system 1 for verifying the effectiveness of voltage and section load estimation according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 is an exemplary diagram showing test system 2 for verifying the effectiveness of voltage and section load estimation according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, a system and method for estimating voltage and section load of a distribution system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings. In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawing may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Additionally, implementations described herein may be implemented as, for example, a method or process, device, software program, data stream, or signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, only as a method), implementations of the features discussed may also be implemented in other forms (eg, devices or programs). The device may be implemented with appropriate hardware, software, firmware, etc. The method may be implemented in a device such as a processor, which generally refers to a processing device that includes a computer, microprocessor, integrated circuit, or programmable logic device. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants (“PDAs”) and other devices that facilitate communication of information between end-users.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템을 나타낸 블록도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토폴로지 추정부의 기능을 설명하기 위한 예시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 구간의 전류 흐름을 설명하기 위한 예시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 우세 구간 및 발전원 우세 구간의 전류 흐름을 설명하기 위한 예시도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분기선이 있는 구간을 설명하기 위한 예시도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하 우세 구간 및 발전원 우세 구간의 전압강하 특성을 설명하기 위한 예시도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분기선이 존재하는 배전계통을 설명하기 위한 예시도, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분기선의 구간 부하를 설명하기 위한 예시도, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 및 구간 부하 추정 출력 토폴로지를 설명하기 위한 예시도이다. FIG. 2 is a block diagram showing a system for estimating voltage and section load of a distribution system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an example diagram for explaining the function of a topology estimation unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is FIG. 5 is an exemplary diagram for explaining the current flow in a load section and a power generation source dominant section according to an embodiment of the present invention; FIG. 6 is an exemplary diagram for explaining a section with a branch line according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an exemplary diagram for explaining the voltage drop characteristics of a load dominant section and a power generation source dominant section according to an embodiment of the present invention. , FIG. 8 is an exemplary diagram for explaining a distribution system in which a branch line exists according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is an exemplary diagram for explaining a section load of a branch line according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an exemplary diagram for explaining a section load of a branch line according to an embodiment of the present invention. This is an example diagram for explaining the voltage and section load estimation output topology according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템은 현장 데이터 취득 장치(100), 전단 처리 장치(200), 데이터베이스(300), 위상 측정 장치(400) 및 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the voltage and section load estimation system for the distribution system according to an embodiment of the present invention includes a field data acquisition device 100, a front end processing device 200, a database 300, and a phase measurement device 400. and a voltage and section load estimation device 500.
현장 데이터 취득 장치(100)는 배전계통에 형성된 변압기(SVR) 또는 자동화 개폐기에 구비되어, 현장 데이터 취득 장치(100)가 연결된 노드의 전압과 전류의 크기 및 전압-전류의 위상차 등의 제1 계측정보를 취득한다. 이러한 현장 데이터 취득 장치(100)는 예컨대, RTU(remote terminal unit)일 수 있다. The field data acquisition device 100 is provided in a transformer (SVR) or automated switch formed in the distribution system, and first measures the magnitude of voltage and current and the phase difference between voltage and current of the node to which the field data acquisition device 100 is connected. Obtain information. This field data acquisition device 100 may be, for example, a remote terminal unit (RTU).
현장 데이터 취득 장치(100)는 제1 계측정보를 전단 처리 장치(200)로 전송하고, 전단 처리 장치(200)는 제1 계측정보를 주기적으로 데이터베이스(300)에 누적하여 저장한다.The field data acquisition device 100 transmits the first measurement information to the front end processing device 200, and the front end processing device 200 periodically accumulates and stores the first measurement information in the database 300.
데이터베이스(300)는 전단 처리 장치(200) 및 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)로부터 주기적으로 계통의 계측정보 및 상태정보(개폐기의 투입/개방 상태)를 전송받아 저장하고, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)에서 필요한 데이터를 제공한다. 또한, 데이터베이스(300)는 전압 및 구간 부하 추정장치(500)의 전압과 구간 부하의 추정 결과를 저장한다. 여기서, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)에서 필요한 데이터는 계통의 상태정보, 계측정보, 구간 부하 및 전압 추정 결과 등을 포함할 수 있다. 계통의 상태정보는 개폐기의 투입/개방 데이터, 노드의 연결 관계와 계통 내 설비용량 및 계약전력에 대한 정보를 포함할 수 있다. 계측 정보는 현장 데이터 취득 장치(100)에 의해 취득된 제1 계측정보(예컨대, 전류 크기 및 전압-전류 위상차), 위상 측정 장치(400)에 의해 취득된 제2 계측정보(예컨대, 전압, 전류의 크기 및 전압-전류 위상차), 분산전원의 출력 정보 등을 포함할 수 있다. 전압 및 구간 부하 추정 결과는 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)의 결과로 출력되는 각 구간의 축약된 구간 부하 및 자동화개폐기의 전압 크기의 추정값 등을 포함할 수 있다. 이때, 데이터베이스(300)에 저장된 데이터는 다른 응용프로그램에서 이용이 가능하도록 선로 데이터와 버스 데이터 형태로 저장될 수 있다. 본 실시예에서는 데이터베이스(300)를 별도로 구성하였으나, 데이터베이스(300)는 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)에 포함될 수도 있다. The database 300 periodically receives and stores system measurement information and status information (closed/open status of the switch) from the front end processing device 200 and the voltage and section load estimation device 500, and estimates the voltage and section load. Device 500 provides necessary data. Additionally, the database 300 stores the estimation results of the voltage and section load of the voltage and section load estimation device 500. Here, data required by the voltage and section load estimation device 500 may include system status information, measurement information, section load and voltage estimation results, etc. The status information of the system may include information on the closing/opening data of the switch, the connection relationship of the nodes, and the facility capacity and contract power within the system. The measurement information includes first measurement information acquired by the field data acquisition device 100 (e.g., current magnitude and voltage-current phase difference), and second measurement information acquired by the phase measurement device 400 (e.g., voltage, current size and voltage-current phase difference), output information of distributed power, etc. The voltage and section load estimation results may include an abbreviated section load of each section output as a result of the voltage and section load estimation device 500 and an estimated value of the voltage magnitude of the automatic switch. At this time, the data stored in the database 300 may be stored in the form of line data and bus data so that it can be used by other application programs. In this embodiment, the database 300 is configured separately, but the database 300 may be included in the voltage and section load estimation device 500.
한편, 배전계통 내 고정밀 계측 기기가 없으면, 추정값의 오차가 얼마나 되는지 알 수 없고 오차를 보정할 수 없다. 따라서 보다 정확한 추정을 위해서는 고정밀 및 동시 측정이 가능한 계측장치가 필요하다. 이에, 본 발명에서는 위상 측정 장치(400)를 이용한다. Meanwhile, without high-precision measurement equipment in the distribution system, it is impossible to know how much error there is in the estimated value and the error cannot be corrected. Therefore, for more accurate estimation, a measuring device capable of high-precision and simultaneous measurement is needed. Accordingly, the present invention uses the phase measurement device 400.
위상 측정 장치(phasor measurement unit, PMU)(400)는 변전소 인출단 및 선로말단에 설치되어, 자동화개폐기와 인접한 노드의 전압과 전류의 크기, 전압과 전류의 위상차 및 분산전원의 출력정보에 대한 제2 계측정보를 취득한다. 위상 측정 장치(400)를 통해 각 개폐기의 전압 크기의 추정값과 위상 측정 장치(400) 설치점의 계측값을 알 수 있어 전압 추정치와 계측치 간의 오차를 알 수 있다. 각 구간의 부하 중심점을 이동시켜 위상 측정 장치(400)가 설치된 지점의 전압 추정치와 실제 계측치 간의 오차가 없도록 보완할 수 있다. The phasor measurement unit (PMU) 400 is installed at the substation outlet and line end, and provides information on the magnitude of voltage and current of nodes adjacent to the automatic switch, the phase difference between voltage and current, and output information of distributed power. 2 Acquire measurement information. Through the phase measurement device 400, the estimated value of the voltage magnitude of each switch and the measured value at the installation point of the phase measurement device 400 can be known, so that the error between the voltage estimate and the measured value can be known. By moving the load center point of each section, it is possible to compensate so that there is no error between the voltage estimate at the point where the phase measurement device 400 is installed and the actual measured value.
위상 측정 장치(400)에서 계측된 제2 계측정보는 데이터베이스(300)에 전송한다. The second measurement information measured by the phase measurement device 400 is transmitted to the database 300.
전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 데이터베이스(300)로부터 계통의 상태정보 및 계측정보를 수집하고, 계통의 상태정보에 기초하여 계통의 토폴로지를 추정한다. 그런 후, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 추정된 토폴로지내 각 구간의 부하 중심점을 산출하고, 계측정보에 기초하여 각 구간의 종류를 판별한다. 그런 후, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 위상 측정 장치(400)의 제2계측정보를 이용하여 각 구간의 부하 중심점 보정값을 구하여 구간 부하 중심점을 이동시키고, 상기 이동된 구간 부하 중심점을 이용하여 자동화개폐기의 전압 크기를 추정하며, 추정된 전압의 크기를 이용하여 각 구간의 부하를 추정한다. The voltage and section load estimation device 500 collects system status information and measurement information from the database 300 and estimates the system topology based on the system status information. Then, the voltage and section load estimation device 500 calculates the load center point of each section in the estimated topology and determines the type of each section based on the measurement information. Then, the voltage and section load estimation device 500 obtains a correction value for the load center point of each section using the second measurement information of the phase measurement device 400, moves the section load center point, and moves the section load center point to This is used to estimate the voltage level of the automatic switch, and the load of each section is estimated using the estimated voltage level.
이러한 전압 및 구간 부하 추정장치(500)는 토폴로지 추정부(510), 구간 종류 판단부(520) 및 전압 및 구간 부하 추정부(530)를 포함한다. This voltage and section load estimation device 500 includes a topology estimation unit 510, a section type determination unit 520, and a voltage and section load estimation unit 530.
토폴로지 추정부(510)는 계통의 상태정보에 기초하여 계통의 토폴로지를 추정하고, 그 토폴로지내 각 구간의 부하 중심점을 선정한다. The topology estimation unit 510 estimates the topology of the system based on the status information of the system and selects the load center point of each section within the topology.
토폴로지 추정부(510)는 계통 상태정보내 개폐기의 투입/개방 정보를 이용하여 자동화 개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성한다. 즉, 토폴로지 추정부(510)는 자동화개폐기의 전압 크기 추정 및 보정을 위해 위상 측정 장치(400)가 설치된 메인피더 및 분기선의 직선 경로를 탐색하고, 분기선의 전압 및 구간 부하 추정을 위해 자동화개폐기를 기준으로 계통의 토폴로지를 추정한다. 이때, 토폴로지 추정부(510)는 데이터베이스(300)로부터 계통의 현재 상태정보와 계통의 노드 간 연결정보, 스위치의 상태, 노드 사이 선로와 그 임피던스 등의 데이터를 수집하고, 자동화개폐기의 투입/개방 정보를 통해 계통의 토폴로지 구성을 추정한다. 예컨대, 토폴로지 추정부(510)는 도 3의 (a)와 같이 자동화 개폐기를 기준으로, 각 구간을 분리하도록 토폴로지 데이터를 처리할 수 있다. The topology estimation unit 510 configures the topology to separate each section based on the automated switch using the closing/opening information of the switch in the system status information. That is, the topology estimation unit 510 searches the straight path of the main feeder and branch line where the phase measurement device 400 is installed to estimate and correct the voltage size of the automatic switch, and uses the automatic switch to estimate the voltage and section load of the branch line. As a standard, the topology of the system is estimated. At this time, the topology estimation unit 510 collects data from the database 300, such as current status information of the system, connection information between nodes of the system, status of switches, lines between nodes and their impedance, and performs closing/opening of the automatic switch. The topological configuration of the system is estimated through information. For example, the topology estimation unit 510 may process the topology data to separate each section based on the automated switch as shown in (a) of FIG. 3.
자동화 개폐기 기반으로 토폴로지가 구성되면, 토폴로지 추정부(510)는 자동화 개폐기의 전압 크기를 추정하기 위한 구간 부하 중심점을 계산한다. 이때, 토폴로지 추정부(510)는 배전계통 내 설비용량 및 고압부하의 계약전력을 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산정할 수 있다. 예컨대, 토폴로지 추정부(510)는 도 3의 (b)와 같이 배전계통 내 구간의 부하 중심점을 산정할 수 있다. When the topology is configured based on the automated switch, the topology estimation unit 510 calculates the section load center point to estimate the voltage level of the automated switch. At this time, the topology estimation unit 510 can calculate the load center point of each section using the facility capacity in the distribution system and the contracted power of the high-voltage load. For example, the topology estimation unit 510 may calculate the load center point of a section within the distribution system as shown in (b) of FIG. 3.
토폴로지 추정부(510)는 아래 수학식 1을 이용하여 구간의 부하 중심점(G)을 계산할 수 있다. The topology estimation unit 510 can calculate the load center point (G) of the section using Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
여기서 는 k번째 부하까지의 거리, 는 구간의 전체 긍장, 는 번째 부하의 크기를 의미할 수 있다.here is the distance to the kth load, is the overall positive value of the section, Is It may mean the size of the second load.
구간 종류 판단부(520)는 현장 데이터 취득 장치(100) 및 위상 측정 장치(400)에 의해 측정된 계측정보를 이용하여 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 각 구간의 종류를 판별한다.The section type determination unit 520 uses the measurement information measured by the field data acquisition device 100 and the phase measurement device 400 to determine the type of each section as a load dominant section or a power generation source dominant section.
분산전원이 없는 배전계통의 경우 도 4와 같이 전류가 흐르게 된다. 하지만 배전계통에 분산전원이 존재하면, 전류의 흐름은 도 5와 같이 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간에 따라 다양하게 변할 수 있다. 이처럼, 분산전원에 의한 조류 변동을 고려하기 위해 각 구간의 종류를 판별할 필요가 있다. In the case of a distribution system without distributed power, current flows as shown in FIG. 4. However, if distributed power exists in the distribution system, the flow of current may vary depending on the load dominant section or the power source dominant section, as shown in FIG. 5. In this way, it is necessary to determine the type of each section in order to consider tidal current fluctuations due to distributed power.
이에, 구간 종류 판단부(520)는 전류의 크기와 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간의 종류를 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 판별할 수 있다. Accordingly, the section type determination unit 520 can determine the type of each section as a load dominant section or a power generation source dominant section using the magnitude of the current and the voltage-current phase difference.
부하 우세 구간은 도 5의 (a)와 같이 구간 내에 부하의 전력 소모량이 발전원의 발전량보다 큰 구간으로써 총 3가지 타입이 존재할 수 있다. 예컨대, 양단의 전류 방향이 같은 경우 전류가 흐르는 방향을 기준으로 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 크면 부하 우세 구간이 될 수 있다. 또한, 양단의 전류 방향이 서로 다른 경우 양단의 전류의 흐름이 구간 안쪽을 향하고 있으면 부하 우세 구간이 될 수 있다. The load dominant section is a section where the power consumption of the load within the section is greater than the power generation amount of the power generation source, as shown in (a) of FIG. 5, and a total of three types may exist. For example, if the current direction at both ends is the same and the current at the transmitting end is greater than the current at the receiving end based on the direction in which the current flows, it may be a load dominant section. Additionally, if the current directions at both ends are different from each other and the current flow at both ends is toward the inside of the section, it may become a load dominant section.
발전원 우세 구간은 도 5의 (b)와 같이 구간 내 발전 전력량이 부하의 소모량보다 큰 구간으로써 총 3가지 타입이 존재할 수 있다. 예컨대, 양단의 전류 방향이 같은 경우 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 작으면 발전원 우세 구간일 수 있다. 또한, 양단의 전류 방향이 다른 경우에는 양단의 전류가 구간의 바깥쪽으로 향할 경우 발전원 우세 구간이 될 수 있다. The power generation source dominant section is a section where the amount of power generated within the section is greater than the consumption of the load, as shown in (b) of FIG. 5, and a total of three types may exist. For example, if the current direction at both ends is the same and the current at the transmitting end is smaller than the current at the receiving end, it may be a power generation source dominant section. Additionally, if the current directions at both ends are different and the currents at both ends are directed to the outside of the section, it may become a power generation source dominant section.
또한, 구간 종류 판단부(520)는 도 6과 같이 구간 내 분기선이 있을 경우, 분기선 내에 자동화 개폐기가 존재하면 분기선 구간으로 처리하고, 자동화 개폐기가 존재하지 않으면 부하로 처리할 수 있다. Additionally, when there is a branch line within the section as shown in FIG. 6, the section type determination unit 520 may process it as a branch line section if an automated switch exists within the branch line, and may process it as a load if an automated switch does not exist within the branch line.
전압 및 구간 부하 추정부(530)는 구간 부하 중심점과 현장 데이터 취득 장치(100) 및 위상 측정 장치(400)의 계측정보를 이용하여 자동화 개폐기의 전압 크기 및 각 구간의 부하를 추정한다. 즉, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 위상 측정 장치(400)의 계측정보를 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 그 보정값을 적용하여 구간 부하 중심점을 이동시키며, 이동된 구간 부하 중심점을 이용하여 자동화개폐기의 전압 크기를 추정하며, 상기 추정된 전압의 크기를 이용하여 각 구간의 부하를 추정한다.The voltage and section load estimation unit 530 estimates the voltage level of the automatic switch and the load of each section using the section load center point and measurement information from the field data acquisition device 100 and phase measurement device 400. That is, the voltage and section load estimation unit 530 calculates a correction value for the load center point of each section using the measurement information of the phase measurement device 400, applies the correction value to move the section load center point, and moves the section load center point. The voltage level of the automatic switch is estimated using the load center point of the section, and the load of each section is estimated using the estimated voltage level.
이하, 전압 및 구간 부하 추정부(530)의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the operation of the voltage and section load estimation unit 530 will be described in detail.
먼저, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 배전계통의 토폴로지 및 계측정보를 데이터베이스(300)로부터 입력 받고, 구간 부하 중심점 및 구간 종류에 대한 정보를 구간 종류 판단부(520)로부터 입력 받는다.First, the voltage and section load estimation unit 530 receives the topology and measurement information of the distribution system from the database 300, and receives information about the section load center point and section type from the section type determination unit 520.
그런 후, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 위상 측정 장치(400)에서 계측된 전압, 전류의 크기 및 전압-전류 위상차, 현장 데이터 취득 장치에서 계측된 전류 크기 및 전압-전류 위상차, 구간 부하 중심점 및 구간의 종류를 이용하여 선로의 임피던스에 의한 전압강하의 크기를 계산한다. 즉, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 구간의 부하 중심점, n번째 자동화개폐기의 전압 및 전류의 크기, (n+1)번째 자동화개폐기의 전류의 크기를 알고 있으면 (n+1)번째 자동화개폐기의 전압을 추정할 수 있다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 아래 수학식 2를 이용하여 선로의 전압 크기(En+1)를 계산할 수 있다. Then, the voltage and section load estimation unit 530 calculates the voltage, current size, and voltage-current phase difference measured by the phase measurement device 400, the current size and voltage-current phase difference measured by the field data acquisition device, and section load. Calculate the size of the voltage drop due to the impedance of the line using the center point and type of section. That is, if the voltage and section load estimation unit 530 knows the load center point of the section, the magnitude of the voltage and current of the nth automatic switch, and the magnitude of the current of the (n+1)th automatic switch, the (n+1)th automation The voltage of the switch can be estimated. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate the voltage magnitude (E n+1 ) of the line using Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
여기서 은 n번째 자동화개폐기의 전압의 크기, 는 번째 자동화개폐기의 측정 전류의 크기, G는 구간 부하 중심점, 은 구간의 선로 저항, 는 구간의 선로 리액턴스, 는 번째 자동화개폐기의 평균 전압-전류 위상차를 의미할 수 있다. here is the magnitude of the voltage of the nth automatic switch, Is The size of the measured current of the th automatic switch, G is the section load center point, The line resistance of the silver section, is the line reactance of the section, Is It can mean the average voltage-current phase difference of the th automatic switch.
전압 및 구간 부하 추정부(530)는 수학식 2를 통해 순차적으로 전압의 크기를 추정하여 모든 자동화개폐기의 전압의 크기를 추정할 수 있다. 그 중에서 위상 측정 장치(400)가 설치된 지점에서는 전압의 추정치와 전압의 계측치를 통해 추정 오차를 알 수 있다. 이를 이용하면 2대의 위상 측정 장치(400)가 설치된 지점 사이의 각 구간의 부하 중심점을 이동시킴으로써 전압 추정오차를 줄일 수 있다.The voltage and section load estimation unit 530 can estimate the voltage magnitude of all automatic switches by sequentially estimating the voltage magnitude through Equation 2. Among them, at the point where the phase measurement device 400 is installed, the estimation error can be known through the voltage estimate and the measured voltage value. Using this, the voltage estimation error can be reduced by moving the load center point of each section between the points where the two phase measurement devices 400 are installed.
각 구간의 부하 중심점은 보정값(a)을 각 구간의 부하 중심점에 반영함으로써 보정할 수 있다. 보정값(a)을 고려하기 위해서는 전압을 산출하기 위한 수학식을 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간으로 구분할 필요가 있다. 예컨대, 도 7의 (a)와 같이 부하 우세 구간에서 및 의 크기가 일정할 때 구간의 부하 중심점이 왼쪽으로 이동하게 되면 의 크기가 상승한다. 도 7의 (b)와 같이 발전원 우세 구간에서 구간의 부하 중심점이 오른쪽으로 이동하게 되면 의 크기가 상승한다. 따라서, 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간의 보정값(a) 부호가 반대가 되어야 한다. 보정값(a)을 고려한 부하 우세 구간의 전압은 아래 수학식 3을 이용하여 구할 수 있다.The load center point of each section can be corrected by reflecting the correction value (a) to the load center point of each section. In order to consider the correction value (a), it is necessary to divide the mathematical equation for calculating the voltage into a load dominant section and a power source dominant section. For example, in the load dominant section as shown in (a) of Figure 7 and When the size of is constant and the load center point of the section moves to the left, The size of increases. As shown in (b) of Figure 7, when the load center point of the section moves to the right in the power generation source dominant section, The size of increases. Therefore, the signs of the correction value (a) in the load dominant section and the power generation source dominant section must be opposite. The voltage of the load dominant section considering the correction value (a) can be obtained using Equation 3 below.
[수학식 3][Equation 3]
또한, 보정값(a)을 고려한 발전원 우세 구간의 전압은 아래 수학식 4를 이용하여 산출할 수 있다. In addition, the voltage of the power generation source dominant section considering the correction value (a) can be calculated using Equation 4 below.
[수학식 4][Equation 4]
따라서, 선로 말단의 전압은 아래 수학식 5를 이용하여 산출할 수 있다. Therefore, the voltage at the end of the line can be calculated using Equation 5 below.
[수학식 5][Equation 5]
여기서, 은 자동화개폐기 과 사이의 구간 부하 중심점, 은 자동화개폐기 의 , 는 각 구간의 종류를 의미할 수 있다. here, silver automatic switch class The load center point of the section between, silver automatic switch of , may mean the type of each section.
수학식 5는 아래 수학식 6과 같이 전개될 수 있다.Equation 5 can be developed as Equation 6 below.
[수학식 6] [Equation 6]
수학식 6을 다시 보정값(a)에 대해서 정리하면, 아래 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다. If Equation 6 is summarized again in terms of the correction value (a), it can be expressed as Equation 7 below.
[수학식 7][Equation 7]
수학식 7을 보정값(a)을 산출하는 식으로 정리하면, 아래 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다. If Equation 7 is organized into an equation for calculating the correction value (a), it can be expressed as Equation 8 below.
[수학식 8][Equation 8]
전압 및 구간 부하 추정부(530)는 수학식 8을 이용하여 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간을 고려하여 보정값(a)을 산출할 수 있다. The voltage and section load estimation unit 530 can calculate the correction value (a) by considering the load dominant section and the power generation source dominant section using Equation 8.
전압 및 구간 부하 추정부(530)는 수학식 8을 이용하여 구한 보정값(a)을 각 구간 부하 중심점에 반영하여 각 구간의 부하 중심점을 이동시킨다. 이때, 구간 부하 중심점의 범위는 0~1 사이에 있어야 한다. 따라서, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 보정값(a)을 통해 구간 부하 중심점을 보정한 후, 보정된 각 구간의 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 확인하고, 그 확인결과에 따라 보정값(a)을 다시 산출한다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 0보다 낮은 구간 부하 중심점을 가지는 구간은 부하 중심점을 0으로, 1보다 큰 구간 부하 중심점을 갖는 구간은 1로 부하 중심점을 고정하고, 수학식 6 내지 수학식 8을 통해 다시 보정값(a)을 구한 후, 부하 중심점을 고정한 구간을 제외하고 각 구간에 다시 구한 보정값(a)을 반영하여 각 구간의 부하 중심점을 보정한다. 그런 후, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 보정된 부하 중심점을 수학식 3 및 수학식 4에 적용하여 자동화 개폐기의 전압 크기를 다시 추정한다. The voltage and section load estimation unit 530 moves the load center point of each section by reflecting the correction value (a) obtained using Equation 8 to the load center point of each section. At this time, the range of the section load center point must be between 0 and 1. Therefore, the voltage and section load estimation unit 530 corrects the section load center point through the correction value (a), then checks whether the load center point of each corrected section is within a preset range, and sets the correction value according to the confirmation result. Calculate (a) again. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 fixes the load center point to 0 for sections with a section load center point lower than 0, and fixes the load center point to 1 for sections with a section load center point greater than 1, using Equations 6 to 6 After calculating the correction value (a) again through Equation 8, the load center point of each section is corrected by reflecting the correction value (a) obtained again in each section, except for the section where the load center point is fixed. Then, the voltage and section load estimation unit 530 re-estimates the voltage level of the automated switch by applying the corrected load center point to Equation 3 and Equation 4.
전압 및 구간 부하 추정부(530)는 도 8과 같이 분기선이 존재하는 경우 분기선이 분기되기 직전 자동화개폐기의 전압 추정값을 기준으로 분기선로 내 자동화개폐기의 전압 크기를 추정한다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 분기선에 위상 측정 장치(400)가 존재하는 경우 수학식 3 내지 수학식 8을 이용하여 자동화 개폐기의 전압 크기를 추정하고, 위상 측정 장치(400) 없이 현장 데이터 취득 장치(100)만 존재하는 경우 수학식 2를 이용하여 전압을 추정한다.When a branch line exists as shown in FIG. 8, the voltage and section load estimation unit 530 estimates the voltage level of the automatic switch in the branch line based on the voltage estimate of the automatic switch just before the branch line branches. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 estimates the voltage magnitude of the automatic switch using Equation 3 to Equation 8 when the phase measurement device 400 is present in the branch line, and calculates the voltage magnitude of the automatic switch without the phase measurement device 400. When only the field data acquisition device 100 exists, the voltage is estimated using Equation 2.
모든 자동화 개폐기의 전압 크기의 추정이 완료되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 추정된 전압의 크기를 이용하여 각 구간 부하를 추정한다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 직선 구간과 분기선로 구간으로 나누어 부하를 산출할 수 있다. When the estimation of the voltage magnitude of all automated switches is completed, the voltage and section load estimation unit 530 estimates the load of each section using the estimated voltage magnitude. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate the load by dividing it into a straight section and a branch line section.
먼저, 직선구간의 경우, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류의 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 개폐기에 흐르는 유무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유무효 손실을 산출하며, 산출된 유무효 전력과 유무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출한다.First, in the case of a straight section, the voltage and section load estimation unit 530 calculates the active and reactive power flowing in each switch using the voltage and current magnitude and voltage-current phase difference of the automatic switch at both ends of the section, and Calculate the effective and reactive loss due to the flowing current, and calculate the load in the straight section using the calculated effective and reactive power and effective and reactive loss.
구체적으로, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 구간 양단의 자동화개폐기단의 전압, 전류의 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출한다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 아래 수학식 9를 이용하여 유효전력을 산출하고, 수학식 10을 이용하여 무효전력을 산출할 수 있다. Specifically, the voltage and section load estimation unit 530 calculates the active power and reactive power flowing through each switch using the voltage and current magnitude and voltage-current phase difference of the automated switch terminals at both ends of the section. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate active power using Equation 9 below and reactive power using Equation 10.
[수학식 9][Equation 9]
[수학식 10] [Equation 10]
여기서, 은 n번째 자동화개폐기의 전압의 크기, 은 n번째 자동화개폐기에 흐르는 전류의 크기. 은 n번째 자동화개폐기의 전압-전류 위상차, 은 n번째 자동화개폐기에 흐르는 유효전력, 은 n번째 자동화개폐기에 흐르는 무효전력을 의미할 수 있다. here, is the magnitude of the voltage of the nth automatic switch, is the size of the current flowing in the nth automatic switch. is the voltage-current phase difference of the nth automatic switch, is the active power flowing through the nth automatic switch, may mean the reactive power flowing through the nth automatic switch.
각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력과 무효전력이 산출되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 유효전력과 무효전력, 각 선로에 흐르는 전류를 이용하여 유효전력 손실 및 무효전력 손실을 산출한다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 아래 수학식 11을 이용하여 유효전력 손실(Ploss)을 산출할 수 있고, 아래 수학식 12를 이용하여 무효전력 손실(Qloss)을 산출할 수 있다. When the active power and reactive power flowing through each automatic switch are calculated, the voltage and section load estimation unit 530 calculates the active power loss and reactive power loss using the active power, reactive power, and current flowing in each line. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate the active power loss (P loss ) using Equation 11 below, and the reactive power loss (Q loss ) using Equation 12 below. there is.
[수학식 11][Equation 11]
[수학식 12] [Equation 12]
여기서, 은 n번째 구간의 유효전력 손실, 은 n번째 구간의 무효전력 손실을 의미할 수 있다. here, is the active power loss of the nth section, may mean the reactive power loss of the nth section.
각 구간의 유효전력 손실과 무효전력 손실이 산출되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 자동화 개폐기에 흐르는 유무효전력과 유무효전력 손실을 이용하여 구간의 부하를 산출할 수 있다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 아래 수학식 13을 이용하여 각 구간의 유효 부하를 산출할 수 있고, 아래 수학식 14를 이용하여 각 구간의 무효 부하를 산출할 수 있다. Once the active power loss and reactive power loss of each section are calculated, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate the load of the section using the active and reactive power losses flowing through the automated switch. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate the effective load of each section using Equation 13 below and the reactive load of each section using Equation 14 below.
[수학식 13][Equation 13]
[수학식 14] [Equation 14]
여기서, Pload(n)은 n번째 구간의 유효 부하, Qlosd(n)은 n번째 구간의 무효 부하를 의미할 수 있다. Here, P load (n) may mean the effective load of the nth section, and Q losd (n) may mean the invalid load of the nth section.
만약 구간이 발전 우세 구간이라도 각 개폐기에 흐르는 유무효 전력을 구할 때 전압-전류 위상차가 들어가므로 유효전력이 음수가 나오게 되어 각 구간의 발전량이 구해지게 된다.Even if the section is a power generation dominant section, the voltage-current phase difference is included when calculating the active and reactive power flowing through each switch, so the active power comes out as a negative number and the amount of power generation for each section is calculated.
다음으로, 분기선 구간의 경우, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출한다. Next, in the case of the branch line section, the voltage and section load estimation unit 530 divides the straight section into two sections and applies the same size to the load center point of each section as the load center point of the straight section before separation, The size of the two loads is calculated so that the value is the same as the load center point of the straight section before separation.
예를 들어, 분기선의 구간 부하는 도 9와 같이 구성될 수 있다. 분기선의 구간 부하 위치는 총 2곳에 위치해 있다. 각 자동화개폐기를 통해 흐르는 유무효 전력, 구간 부하 중심점 및 구간의 부하는 직선경로 해석방법을 통해 이미 알고 있는 값이므로, 각 부하의 위치 및 크기만 구하면 된다. 이에, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 직선구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용한다. 그런 후, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 분리되기 전 직선구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 계산한다. 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 아래 수학식 15와 수학식 16을 이용한 연립방정식을 이용하여 두 부하의 크기를 계산할 수 있다. For example, the section load of the branch line may be configured as shown in FIG. 9. The branch load locations of the branch line are located in a total of two locations. Since the active and reactive power flowing through each automatic switch, section load center point, and section load are already known values through the straight path analysis method, only the location and size of each load need to be determined. Accordingly, the voltage and section load estimation unit 530 divides the straight section into two sections and applies the same size to the load center point of each section as the load center point of the straight section before separation. Then, the voltage and section load estimation unit 530 calculates the size of the two loads so that the values are the same as the load center point of the straight section before separation. At this time, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate the sizes of the two loads using simultaneous equations using Equation 15 and Equation 16 below.
[수학식 15][Equation 15]
[수학식 16] [Equation 16]
수학식 15 및 수학식 16에서 ,를 제외한 값들은 모두 알고 있는 값이므로 연립방정식을 풀면 ,를 각각 구할 수 있다.In Equation 15 and Equation 16, , Since the values except are all known, if we solve the system of equations, , can be obtained respectively.
각 구간의 부하와 부하 중심점이 구해지면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 각 구간의 부하와 부하 중심점을 이용하여 버스 데이터와 선로 데이터로 변환한다. 즉, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 구간 부하 중심점을 이용하여 선로를 분할하고 기존 자동화개폐기만 있는 계통에서 축약된 부하를 선로의 분할된 지점에 배치하여 처리한다. 버스데이터와 선로데이터로 변환된 결과는 도 10과 같은 형태일 수 있고, 데이터베이스(300)에 저장된다. Once the load and load center point of each section are obtained, the voltage and section load estimation unit 530 converts the load and load center point of each section into bus data and line data. That is, the voltage and section load estimation unit 530 divides the line using the section load central point and processes the reduced load in a system with only existing automatic switches by placing it at the divided points of the line. The results converted into bus data and line data may have the form shown in FIG. 10 and are stored in the database 300.
상술한 바와 같이 구성된 전압 및 구간 부하 추정장치(500)는 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동을 고려하기 위해, 위상 측정 장치(400)의 전압 측정치를 이용하여 구간 부하 중심점을 보정한 후, 전압 및 구간 부하를 추정한다. 실제 배전계통의 부하 중심점은 고정되어 있는 것이 아니라, 부하 변동에 따라 계속해서 변하게 된다. 이러한 부하 중심점의 변동을 고려하기 위해, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 현장 데이터 취득 장치(100)의 계측정보를 이용하여 전압을 추정하고, 위상 측정 장치(400)가 설치된 지점의 전압 추정치와 위상 측정 장치(400)에서 계측된 전압 계측치를 이용하여 구간의 부하 중심점 보정치를 구하여 구간 부하 중심점을 이동시킨 후, 이동된 부하 중심점을 이용하여 자동화개폐기의 전압을 다시 추정하고 부하를 추정한다. The voltage and section load estimation device 500 configured as described above corrects the section load center point using the voltage measurement value of the phase measurement device 400 in order to take into account the change in the load center point due to load change, and then calculates the voltage and section load center point. Estimate section load. The load center point of the actual distribution system is not fixed, but continuously changes according to load changes. In order to consider this change in the load center point, the voltage and section load estimation device 500 estimates the voltage using the measurement information of the field data acquisition device 100 and estimates the voltage at the point where the phase measurement device 400 is installed. After calculating the correction value for the load center point of the section using the voltage measurement value measured by the phase measurement device 400 and moving the section load center point, the voltage of the automatic switch is re-estimated and the load is estimated using the moved load center point.
또한, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 분산전원에 의한 조류 변동을 고려하기 위해 구간을 부하 우세 구간 및 발전원 우세 구간으로 나누고, 각 구간의 종류에 맞는 전압 추정 수학식을 이용하여 전압 및 구간 부하를 추정한다. 용량이 큰 분산전원이 배전계통 내에 존재하는 경우 역조류가 흐르게 된다. 전압의 크기를 고려한 추정방식에서는 전류의 방향을 알 수 없어 분산전원에 대한 영향을 제대로 고려하지 못하여 추정오차가 커지게 된다. 이에, 본 발명은 용량이 큰 PV에 계측장치를 배치하여 PV의 출력 측정치를 통해 구간의 전력 공급원으로 반영함으로써 구간 부하 및 전압크기 추정에 역조류 현상을 고려할 수 있다. In addition, the voltage and section load estimation device 500 divides the section into a load dominant section and a power generation source dominant section to consider tidal current fluctuations due to distributed power, and uses a voltage estimation equation appropriate for the type of each section to determine the voltage and section load. Estimate section load. If a distributed power source with large capacity exists within the distribution system, a reverse current will flow. In the estimation method that considers the magnitude of the voltage, the direction of the current cannot be known, so the influence on distributed power cannot be properly considered, resulting in a large estimation error. Accordingly, the present invention places a measuring device on a PV with a large capacity and reflects the measured output of the PV as a power source for the section, thereby taking the reverse current phenomenon into account in estimating the section load and voltage level.
또한, 전압 및 구간 부하 추정장치(500)는 분기선로에 대한 영향을 고려하기 위해 메인피더의 전압 추정치를 기반으로 전압 추정 및 분기선 구간의 부하 분배를 수행한다. 즉, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 분기선로에 위상 측정 장치(400)가 있는 경우와 위상 측정 장치(400)가 없고 현장 데이터 취득 장치(100)만 있는 경우에 대해 각각의 구간 부하와 전압을 추정한다. 위상 측정 장치(400)가 설치되어 있는 경우에는 주선로의 경우와 같이 구간의 부하 중심점을 이동시키는 방법을 통해 구간의 부하 및 전압의 크기를 추정하고, 현장 데이터 취득 장치(100)만 있는 구간의 경우에는 분기되기 전 자동화 개폐기의 전압 추정치를 기준으로 RTU의 전류 크기 측정치를 이용한 구간 부하 및 전압 크기를 추정한다. In addition, the voltage and section load estimation device 500 performs voltage estimation and load distribution of the branch line section based on the voltage estimate of the main feeder to take into account the influence on the branch line. That is, the voltage and section load estimation device 500 calculates the section load and Estimate the voltage. When the phase measurement device 400 is installed, the size of the load and voltage of the section is estimated by moving the load center point of the section as in the case of a main line, and the size of the load and voltage of the section is estimated by moving the load center point of the section as in the case of a main line. In this case, the section load and voltage size are estimated using the current size measurement of the RTU based on the voltage estimate of the automated switch before branching.
상기와 같이 구성된 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)를 통해 부하의 변동으로 구간 부하 중심점이 변동하더라도 이에 맞춰 전압 및 구간 부하를 추정할 수 있고, 분기선로나 분산전원이 있더라도 이에 맞는 추정방법을 통해 추정 오차를 줄일 수 있다.Through the voltage and section load estimation device 500 configured as above, the voltage and section load can be estimated accordingly even if the section load center point changes due to changes in the load, and even if there is a branch line or distributed power source, an appropriate estimation method can be used. Estimation error can be reduced.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. Figure 11 is a flowchart illustrating a method for estimating voltage and section load of a distribution system according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 계통의 상태정보 및 현장 데이터 취득 장치(100)와 위상 측정 장치(400)를 통해 계측된 계측정보를 수신한다(S1110). 여기서, 계통의 상태정보는 개폐기의 투입/개방 데이터, 노드의 연결 관계, 계통 내 설비용량 및 계약전력에 대한 정보를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, the voltage and section load estimation device 500 receives system status information and measurement information measured through the field data acquisition device 100 and the phase measurement device 400 (S1110). Here, the status information of the system may include information on the closing/opening data of the switch, the connection relationship of the nodes, the facility capacity within the system, and the contracted power.
단계 S1110이 수행되면, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 개폐기의 투개방 정보를 이용하여 자동화 개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성하고(S1120), 구성된 토폴로지내 각 구간의 부하 중심점을 산출한다(S1130). 이때, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 구간의 전체 긍장 및 그 구간 내에 위치하는 부하의 크기 및 거리를 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산출할 수 있다. When step S1110 is performed, the voltage and section load estimation device 500 configures the topology to separate each section based on the automated switch using the open/open information of the switch (S1120), and determines the load center point of each section in the configured topology. Calculate (S1130). At this time, the voltage and section load estimation device 500 can calculate the load center point of each section using the total length of the section and the size and distance of the load located within the section.
단계 S1130이 수행되면, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 현장 데이터 취득 장치(100) 및 위상 측정 장치(400)에 의해 측정된 계측정보를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 각 구간의 종류를 판별한다(S1140). 이때, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 전류의 크기와 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 각 구간의 종류를 판별할 수 있다. When step S1130 is performed, the voltage and section load estimation device 500 uses the measurement information measured by the field data acquisition device 100 and the phase measurement device 400 to select each section as a load dominant section or a power generation source dominant section. Determine the type of each section (S1140). At this time, the voltage and section load estimation device 500 can determine the type of each section as a load dominant section or a power generation source dominant section using the magnitude of the current and the voltage-current phase difference.
단계 S1140이 수행되면, 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)는 각 구간의 부하 중심점을 보정하여 각 구간의 전압 크기를 추정하고, 그 추정된 전압의 크기를 이용하여 각 구간의 부하를 추정한다(S1150). 전압 및 구간 부하 추정 장치(500)가 각 구간의 전압 및 구간 부하를 추정하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 12를 참조한다. When step S1140 is performed, the voltage and section load estimation device 500 estimates the voltage level of each section by correcting the load center point of each section, and estimates the load of each section using the estimated voltage level ( S1150). For a detailed description of how the voltage and section load estimation device 500 estimates the voltage and section load of each section, refer to FIG. 12.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 및 구간 부하 추정 방법을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다. Figure 12 is a flowchart for explaining in detail the voltage and section load estimation method according to an embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 배전계통의 토폴로지, 계측정보, 구간 부하 중심점 및 구간 종류에 대한 정보를 입력받는다(S1210).Referring to FIG. 12, the voltage and section load estimation unit 530 receives information on the topology of the distribution system, measurement information, section load center point, and section type (S1210).
단계 S1210이 수행되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 입력받은 정보를 이용하여 모든 자동화 개폐기의 전압을 추정한다(S1220). 즉, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 상술한 수학식 2를 이용하여 자동화 개폐기의 전압을 추정할 수 있다. When step S1210 is performed, the voltage and section load estimation unit 530 estimates the voltage of all automated switches using the input information (S1220). That is, the voltage and section load estimation unit 530 can estimate the voltage of the automated switch using Equation 2 described above.
단계 S1220이 수행되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 위상 측정 장치(400)가 설치된 지점에서의 전압 추정치와 전압의 계측치를 이용하여 추정 오차를 확인한다(S1230).When step S1220 is performed, the voltage and section load estimation unit 530 checks the estimation error using the voltage estimate and the measured voltage value at the point where the phase measurement device 400 is installed (S1230).
단계 S1230에서 추정 오차가 확인되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 전압 추정 오차를 줄이기 위해, 각 구간의 부하 중심점을 보정한다(S1240). 즉, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 추정된 자동화개폐기의 전압, 자동화개폐기의 측정 전류의 크기, 구간의 부하 중심점, 구간의 종류, 자동화 개폐기의 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 이용하여 보정값을 산출할 수 있다. 그런 후, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 산출된 보정값을 각 구간 부하 중심점에 반영하여 각 구간의 부하 중심점을 보정할 수 있다. If the estimation error is confirmed in step S1230, the voltage and section load estimation unit 530 corrects the load center point of each section to reduce the voltage estimation error (S1240). That is, the voltage and section load estimation unit 530 makes corrections using at least one of the estimated voltage of the automatic switch, the size of the measured current of the automatic switch, the load center point of the section, the type of section, and the voltage-current phase difference of the automatic switch. The value can be calculated. Then, the voltage and section load estimation unit 530 can correct the load center point of each section by reflecting the calculated correction value to the load center point of each section.
단계 S1240이 수행되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 보정된 각 구간의 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 확인하여, 구간 부하 중심점의 위배 발생 여부를 판단한다(S1250). 이때, 구간 부하 중심점의 범위는 0~1 사이에 있어야 한다. 따라서, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 보정된 부하 중심점이 0~1 사이에 있는지를 확인한다. 부하 중심점이 0~1 사이에 존재하지 않으면, 구간 부하 중심점의 위배가 발생한 것으로 판단할 수 있다. When step S1240 is performed, the voltage and section load estimation unit 530 checks whether the corrected load center point of each section is within a preset range and determines whether a violation of the section load center point occurs (S1250). At this time, the range of the section load center point must be between 0 and 1. Accordingly, the voltage and section load estimation unit 530 checks whether the corrected load center point is between 0 and 1. If the load center point does not exist between 0 and 1, it can be determined that a violation of the section load center point has occurred.
단계 S1250의 판단결과, 구간 부하 중심점의 위배가 발생하지 않으면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 보정된 부하 중심점을 적용하여 자동화개폐기의 전압 크기를 재추정한다(S1260). 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 해당 구간이 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간인지를 고려하여 자동화개폐기의 전압을 재추정할 수 있다. As a result of the determination in step S1250, if there is no violation of the section load center point, the voltage and section load estimation unit 530 re-estimates the voltage level of the automatic switch by applying the corrected load center point (S1260). At this time, the voltage and section load estimation unit 530 may re-estimate the voltage of the automatic switch by considering whether the corresponding section is a load dominant section or a power generation source dominant section.
단계 S1260이 수행되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 분기선이 존재하는지를 판단한다(S1270).When step S1260 is performed, the voltage and section load estimation unit 530 determines whether a branch line exists (S1270).
단계 S1270의 판단결과, 분기선이 존재하면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 분기선이 분기되기 직전 자동화개폐기의 전압 추정값을 기준으로 분기선로 내 자동화개폐기의 전압 크기를 추정한다(S1280).As a result of the determination in step S1270, if a branch line exists, the voltage and section load estimation unit 530 estimates the voltage level of the automatic switch in the branch line based on the voltage estimate of the automatic switch just before the branch line is branched (S1280).
단계 S1280으로 모든 자동화개폐기의 전압 크기의 추정이 완료되면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 추정된 전압 크기를 이용하여 각 구간 부하를 추정한다(S1290). 이때, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 직선 구간과 분기선 구간으로 나누어 부하를 산출할 수 있다. 즉, 직선 구간의 경우, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유효 손실 및 무효 손실을 산출하며, 상기 유효전력, 무효전력, 유효 손실 및 무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출할 수 있다. 또한, 분기선로 구간의 경우, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출할 수 있다. When the estimation of the voltage level of all automatic switches is completed in step S1280, the voltage and section load estimation unit 530 estimates the load of each section using the estimated voltage level (S1290). At this time, the voltage and section load estimation unit 530 can calculate the load by dividing it into a straight section and a branch line section. That is, in the case of a straight section, the voltage and section load estimation unit 530 calculates the active power and reactive power flowing through each automatic switch using the voltage, current magnitude, and voltage-current phase difference of the automatic switch at both ends of the section, and calculates the active power and reactive power flowing through each automatic switch. The effective loss and reactive loss due to the current flowing in the line are calculated, and the load of the straight section can be calculated using the active power, reactive power, active loss, and reactive loss. In addition, in the case of a branch line section, the voltage and section load estimation unit 530 divides the straight section into two sections and applies the same size to the load center point of each section as the load center point of the straight section before separation, The size of the two loads can be calculated so that the value is the same as the load center point of the straight section before separation.
만약, 단계 S1250의 판단결과, 구간 부하 중심점의 위배가 발생하면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 구간 부하 중심점 위배 구간을 처리하고(S1300), 단계 S1240을 수행한다. 즉, 구간 부하 중심점의 위배가 발생하면, 전압 및 구간 부하 추정부(530)는 '0'보다 낮은 구간 부하 중심점을 가지는 구간은 부하 중심점을 0으로, 1보다 큰 구간 부하 중심점을 갖는 구간은 1로 부하 중심점을 고정한 후, 상기 보정값을 다시 산출하고, 부하 중심점을 고정한 구간을 제외한 각 구간에 상기 다시 산출된 보정값을 반영하여 각 구간의 부하 중심점을 보정할 수 있다. If, as a result of the determination in step S1250, a violation of the section load center point occurs, the voltage and section load estimation unit 530 processes the section load center point violation section (S1300) and performs step S1240. That is, when a violation of the section load center point occurs, the voltage and section load estimation unit 530 sets the load center point to 0 for a section with a section load center point lower than '0', and sets the load center point to 1 for a section with a section load center point greater than 1. After fixing the load center point, the correction value can be recalculated, and the recalculated correction value can be reflected in each section except the section in which the load center point is fixed to correct the load center point of each section.
이하, 본 발명에 따른 전압 및 구간 부하 추정 장치 및 방법의 효과를 입증하기 위해 테스트 계통을 시뮬레이션하여 본 발명의 추정결과와 종래 방식의 추정결과를 비교하여 설명하기로 한다. Hereinafter, in order to demonstrate the effectiveness of the voltage and section load estimation device and method according to the present invention, a test system will be simulated and a comparison will be made between the estimation results of the present invention and the estimation results of the conventional method.
먼저, 직선경로의 전압 및 구간 부하 추정 결과에 대해 설명하기로 한다. 종래 방식의 추정결과와 본 발명의 추정결과를 비교검증하기 위해 MATLAB Simulink에서 시뮬레이션을 수행하고 각 추정방식의 비교를 수행하였다. 테스트 계통1은 도 13과 같이 구성하고, 테스트 계통1의 선로 임피던스는 ACSR 로 구성하였으며, 각 구간의 길이는 3km로 설정하고 전체 부하의 크기는 8MW로 설정하였다. PMU는 변전소 인출단(1번)과 선로 말단(11번)에 설치하였고, RTU는 각 스위치에 설치되었다. First, the voltage and section load estimation results of the straight path will be explained. In order to compare and verify the estimation results of the conventional method and the estimation results of the present invention, a simulation was performed in MATLAB Simulink and a comparison of each estimation method was performed. Test system 1 is configured as shown in Figure 13, and the line impedance of test system 1 is ACSR. The length of each section was set to 3km and the size of the total load was set to 8MW. The PMU was installed at the substation outlet (No. 1) and the end of the line (No. 11), and the RTU was installed at each switch.
표 1은 부하 중심점의 변동이 없는 경우 시뮬레이션을 진행한 전압 추정 결과를 나타내고, 표 2는 부하 중심점의 변동이 없는 경우 시뮬레이션을 진행한 부하 추정 결과를 나타낸다. Table 1 shows the voltage estimation results obtained through simulation when there is no change in the load center point, and Table 2 shows the load estimation results performed through simulation when there is no change in the load center point.
표 1 및 표 2를 참조하면, 직선경로의 배전선로에서 부하만 존재하는 경우 기존 방식보다 최대 오차 및 평균오차가 줄어드는 것은 확인할 수 있다. Referring to Table 1 and Table 2, it can be seen that the maximum error and average error are reduced compared to the existing method when there is only a load in the distribution line of a straight path.
표 3은 부하 중심점의 변동이 있는 경우 시뮬레이션을 진행한 전압 추정 결과를 나타내고, 표 2는 부하 중심점의 변동이 있는 경우 시뮬레이션을 진행한 부하 추정 결과를 나타낸다. Table 3 shows the voltage estimation results obtained through simulation when there is a change in the load center point, and Table 2 shows the load estimation results obtained through simulation when there is a change in the load center point.
표 3 및 표 4를 참조하면, 기존 방식은 구간중심점 변동에 대응할 방법이 없어 오차가 크게 증가 했으나 본 방식(제안한 방식)은 구간 부하 중심점의 보정을 통해 오차의 증가폭이 기존방식에 비해 크게 낮은 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 3 and Table 4, the existing method had no way to respond to the change in the section center point, so the error increased significantly. However, in this method (the proposed method), the increase in error was significantly lower than the existing method through correction of the section load center point. You can check it.
다음으로, PV 및 분기선이 있는 계통의 전압 및 구간 부하 추정 결과에 대해 설명하기로 한다. Next, we will explain the voltage and section load estimation results of the system with PV and branch lines.
기존 방식의 경우 배전계통 내에 분산전원이나 분기선을 고려하지 않았다. 본 발명에서는 배전계통 내 분산전원과 분기선의 영향을 반영할 수 있는 전압 및 구간 부하 추정기법을 제안하여 추정 정확도를 분석하였다. 테스트 계통2는 도 14와 같이 구성하고, 테스트 계통2의 선로 임피던스는 ACSR 로 구성하였으며 각 구간의 길이는 3km로 설정하고 전체 부하의 크기는 2MW로 설정하였고 PV는 각 2MW씩 전체 6MW로 설정하였다. PMU는 변전소 인출단(1번)과 선로 말단(11번,17번)에 설치하였고 RTU는 각 스위치에 설치되었다. In the case of the existing method, distributed power or branch lines within the distribution system were not considered. In the present invention, we proposed a voltage and section load estimation technique that can reflect the influence of distributed power and branch lines in the distribution system and analyzed the estimation accuracy. Test system 2 is configured as shown in Figure 14, and the line impedance of test system 2 is ACSR. The length of each section was set to 3km, the total load size was set to 2MW, and the PV was set to 2MW each for a total of 6MW. The PMU was installed at the substation outlet (No. 1) and the end of the line (No. 11 and 17), and the RTU was installed at each switch.
표 5는 전압 추정 결과를 나타내고, 표 6은 부하추정의 결과를 나타낸다. Table 5 shows the voltage estimation results, and Table 6 shows the load estimation results.
표 6에서 부하가 음의 값을 가지는 구간은 발전원 우세 구간을 뜻한다. 시뮬레이션 결과 분산전원과 분기선로가 있는 배전계통에서도 직선구간의 계통과 유사한 수준의 추정 정확도를 보임을 확인할 수 있다. In Table 6, the section where the load has a negative value means the power generation source dominant section. As a result of the simulation, it can be confirmed that the distribution system with distributed power and branch lines shows a similar level of estimation accuracy as that of the straight section system.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배전계통의 전압 및 구간 부하 추정 시스템 및 방법은, 부하 변동으로 인한 부하 중심점의 변동, 분산전원의 영향 및 분기선로에 대한 영향을 고려하여 전압 및 구간 부하를 추정함으로써, 부하의 변동으로 구간 부하 중심점이 변동하더라도 이에 맞춰 전압 및 구간 부하를 추정할 수 있고, 분기선로나 분산전원이 있더라도 이에 맞는 추정방법을 통해 추정 오차를 줄일 수 있다.As described above, the system and method for estimating the voltage and section load of the distribution system according to the present invention estimates the voltage and section load by considering the change in the load center point due to load change, the effect of distributed power, and the effect on the branch line. By doing so, even if the section load center point changes due to load fluctuations, the voltage and section load can be estimated accordingly, and even if there are branch lines or distributed power sources, estimation errors can be reduced through an appropriate estimation method.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will recognize that various modifications and other equivalent embodiments can be made therefrom. You will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.
100 : 현장 데이터 취득 장치
200 : 전단 처리 장치
300 : 데이터베이스
400 : 위상 측정 장치
500 : 전압 및 구간 부하 추정 장치
510 : 토폴로지 추정부
520 : 구간 종류 판단부
530 : 전압 및 구간 부하 추정부100: Field data acquisition device
200: Shear processing device
300: database
400: Phase measurement device
500: Voltage and section load estimation device
510: Topology estimation unit
520: Section type determination unit
530: Voltage and section load estimation unit
Claims (23)
현장 데이터 취득 장치에 의해 측정된 제1 계측정보 또는 위상 측정 장치에 의해 측정된 제2 계측정보를 이용하여 각 구간의 종류를 판별하는 구간 종류 판단부; 및
상기 제1 계측정보를 이용하여 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값을 적용하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하며, 상기 보정된 각 구간의 부하 중심점을 이용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하며, 상기 재추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하는 전압 및 구간 부하 추정부를 포함하고,
상기 구간 종류 판단부는,
전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 판별하되,
상기 구간 종류 판단부는,
구간 양단의 전류 방향이 다른 경우, 양단의 전류 방향이 구간 안쪽을 향하고 있는 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 양단의 전류 방향이 구간 바깥쪽으로 향하고 있는 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하며,
상기 전압 및 구간 부하 추정부는,
상기 보정값을 고려하여 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간의 전압 산출 시, 상기 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간의 보정값의 부호를 반대로 하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
a topology estimation unit that estimates the topology of the system based on system status information and calculates the load center point of each section in the topology;
a section type determination unit that determines the type of each section using the first measurement information measured by the field data acquisition device or the second measurement information measured by the phase measurement device; and
The correction value of the load center point of each section is calculated using the voltage of the automatic switch estimated using the first measurement information and the voltage of the second measurement information, and the calculated correction value is applied to the load center point of each section. and a voltage and section load estimation unit that re-estimates the voltage of the automatic switch using the corrected load center point of each section and estimates the load of each section using the re-estimated voltage,
The section type determination unit,
Each section is determined as a load-dominant section or a power source-dominant section using the current size and voltage-current phase difference.
The section type determination unit,
When the current directions at both ends of a section are different, the case where the current direction at both ends is toward the inside of the section is determined to be a load-dominant section, and the case where the current directions at both ends are toward the outside of the section are determined to be the power source-dominant section.
The voltage and section load estimation unit,
A voltage and section load estimation device characterized in that when calculating the voltage of the load dominant section and the power generation source dominant section in consideration of the correction value, the signs of the correction values of the load dominant section and the power generation source dominant section are reversed.
상기 계통의 상태정보는, 개폐기의 투입/개방 데이터, 노드의 연결 관계, 계통 내 설비용량 및 계약전력에 대한 정보를 포함하고,
상기 제1 계측정보는 현장 데이터 취득 장치에 의해 측정된 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 포함하며,
상기 제2 계측정보는 상기 위상 측정 장치에 의해 측정된 전압, 전류의 크기 및 전압-전류 위상차를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to paragraph 1,
The status information of the system includes information on the closing/opening data of the switch, the connection relationship of the nodes, the facility capacity in the system, and the contracted power,
The first measurement information includes current magnitude and voltage-current phase difference measured by an on-site data acquisition device,
The second measurement information includes voltage and current magnitude and voltage-current phase difference measured by the phase measurement device. Voltage and section load estimation device.
상기 토폴로지 추정부는,
상기 개폐기의 투입/개방 정보를 이용하여 자동화개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성하고, 상기 토폴로지내 각 구간의 전체 긍장, 해당 구간에 위치하는 부하의 크기 및 거리를 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to paragraph 2,
The topology estimation unit,
Using the closing/opening information of the switch, the topology is configured to separate each section based on the automatic switch, and the overall load of each section in the topology, the size and distance of the load located in the section, are used to configure the topology of each section. A voltage and section load estimation device characterized by calculating the load center point.
상기 구간 종류 판단부는,
구간 양단의 전류 방향이 같은 경우에는, 전류 방향을 기준으로 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 큰 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 작은 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to paragraph 1,
The section type determination unit,
When the current direction at both ends of the section is the same, the case where the current at the transmitting end is greater than the current at the receiving end is determined as the load dominant section based on the current direction, and the case where the current at the transmitting end is smaller than the current at the receiving end is determined as the power generation source. A voltage and section load estimation device characterized by determining the dominant section.
상기 구간 종류 판단부는,
구간 내 분기선이 존재하는 경우, 분기선 내에 자동화개폐기가 존재하면 분기선 구간으로 처리하고, 자동화개폐기가 존재하지 않으면 부하로 처리하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to paragraph 1,
The section type determination unit,
A voltage and section load estimation device characterized in that, when a branch line exists in a section, if an automatic switch exists within the branch line, it is treated as a branch line section, and if an automatic switch does not exist, it is treated as a load.
상기 전압 및 구간 부하 추정부는,
상기 계통의 토폴로지, 제1 계측정보, 제2 계측정보, 구간 부하 중심점 및 구간 종류 중 적어도 하나를 입력받아 자동화개폐기의 전압을 추정하고, 상기 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 통해 추정 오차가 확인되면, 상기 추정된 자동화개폐기의 전압, 해당 자동화 개폐기의 전류의 크기, 구간의 부하 중심점, 구간의 종류, 해당 자동화 개폐기의 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 이용하여 상기 보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to paragraph 1,
The voltage and section load estimation unit,
The voltage of the automatic switch is estimated by receiving at least one of the system's topology, first measurement information, second measurement information, section load center point, and section type, and the estimated voltage of the automatic switch and the voltage of the second measurement information When the estimation error is confirmed through, the correction value is obtained using at least one of the estimated voltage of the automatic switch, the size of the current of the corresponding automated switch, the load center point of the section, the type of section, and the voltage-current phase difference of the corresponding automated switch. A voltage and section load estimation device characterized by calculating.
상기 전압 및 구간 부하 추정부는,
상기 산출된 보정값을 해당 구간의 부하 중심점에 반영하여 상기 구간의 부하 중심점을 보정하고, 상기 보정된 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 판단하여, 상기 범위 내에 있는 경우 상기 보정된 부하 중심점을 적용하여 상기 자동화 개폐기의 전압을 재추정하고, 상기 범위 내에 있지 않은 경우 상기 보정값을 재산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
In clause 7,
The voltage and section load estimation unit,
The calculated correction value is reflected to the load center point of the section to correct the load center point of the section, determine whether the corrected load center point is within a preset range, and if it is within the range, apply the corrected load center point. A voltage and section load estimation device characterized in that re-estimates the voltage of the automatic switch and recalculates the correction value if it is not within the range.
상기 전압 및 구간 부하 추정부는,
상기 보정된 부하 중심점이 상기 범위 내에 있지 않은 경우, 0보다 낮은 구간 부하 중심점을 가지는 구간은 부하 중심점을 0으로, 1보다 큰 구간 부하 중심점을 갖는 구간은 1로 부하 중심점을 고정한 후, 상기 보정값을 재산출하고, 상기 부하 중심점을 고정한 구간을 제외한 각 구간에 상기 재산출된 보정값을 반영하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to clause 8,
The voltage and section load estimation unit,
If the corrected load center point is not within the range, the section with a section load center point lower than 0 sets the load center point to 0, and the section with a section load center point greater than 1 fixes the load center point to 1, and then sets the correction value. A voltage and section load estimation device characterized by recalculating and correcting the load center point of each section by reflecting the recalculated correction value in each section except the section in which the load center point is fixed.
상기 전압 및 구간 부하 추정부는,
상기 보정된 부하 중심점이 상기 범위 내에 있는 경우, 해당 구간이 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간인지를 고려하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to clause 8,
The voltage and section load estimation unit,
A voltage and section load estimation device characterized in that, when the corrected load center point is within the range, the voltage of the automatic switch is re-estimated by considering whether the corresponding section is a load dominant section or a power generation source dominant section.
상기 전압 및 구간 부하 추정부는,
분기선이 존재하는 경우, 해당 분기선이 분기되기 직전 자동화개폐기의 전압 추정값을 기준으로 분기선로 내 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
In clause 7,
The voltage and section load estimation unit,
When a branch line exists, a voltage and section load estimation device that re-estimates the voltage of the automatic switch in the branch line based on the voltage estimate of the automatic switch just before the branch line is branched.
상기 전압 및 구간 부하 추정부는,
직선 구간의 경우, 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유효 손실 및 무효 손실을 산출하며, 상기 유효전력, 무효전력, 유효 손실 및 무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출하고,
분기선로 구간의 경우, 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 장치.
According to paragraph 1,
The voltage and section load estimation unit,
In the case of a straight section, the voltage, current size, and voltage-current phase difference of the automatic switches at both ends of the section are used to calculate the active power and reactive power flowing through each automatic switch, and the effective and reactive losses due to the current flowing in each line are calculated. Calculate the load of the straight section using the active power, reactive power, active loss, and reactive loss,
In the case of a branch line section, the straight section is divided into two sections, the load center point of each section is applied to the same size as the load center point of the straight section before separation, and the same size as the load center point of the straight section before separation is applied. A voltage and section load estimation device characterized by calculating the sizes of the two loads so that they appear.
변전소 인출단 및 선로말단에 설치되어, 상기 자동화개폐기와 인접한 노드의 전압과 전류의 크기, 및 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 포함하는 제2계측정보를 측정하는 위상 측정 장치;
상기 현장 데이터 취득 장치에서 측정된 제1계측정보, 위상 측정 장치에서 측정된 제2계측정보 및 계통의 상태정보가 저장된 데이터베이스; 및
상기 데이터베이스로부터 계통의 상태정보, 제1계측정보 및 제2계측정보를 수집하고, 상기 계통의 상태정보에 기초하여 상기 계통의 토폴로지를 추정하며, 상기 토폴로지에서 각 구간의 부하 중심점을 산출하고, 상기 제1계측정보 또는 제2계측정보를 이용하여 각 구간의 종류를 판별하며, 상기 제1 계측정보를 이용하여 추정된 자동화개폐기의 전압과 제2계측정보의 전압을 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값을 적용하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하며, 상기 보정된 각 구간의 부하 중심점을 이용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하며, 상기 재추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하는 전압 및 구간 부하 추정 장치를 포함하고,
상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는,
전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 판별하되,
구간 양단의 전류 방향이 다른 경우, 양단의 전류 방향이 구간 안쪽을 향하고 있는 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 양단의 전류 방향이 구간 바깥쪽으로 향하고 있는 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하며,
상기 보정값을 고려하여 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간의 전압 산출 시, 상기 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간의 보정값의 부호를 반대로 하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 시스템.
A field data acquisition device installed in an automatic switch and measuring first system measurement information including at least one of the magnitude of voltage and current and the voltage-current phase difference of a node adjacent to the automatic switch.
A phase measurement device installed at a substation outlet and line end to measure second measurement information including at least one of the magnitude of voltage and current of a node adjacent to the automatic switch and the voltage-current phase difference;
a database storing first system measurement information measured by the field data acquisition device, second system measurement information measured by the phase measurement device, and system status information; and
Collect system status information, first system measurement information, and second system measurement information from the database, estimate the topology of the system based on the system status information, calculate the load center point of each section in the topology, and The type of each section is determined using the first measurement information or the second measurement information, and the load center point of each section is determined using the voltage of the automatic switch and the second measurement information estimated using the first measurement information. Calculate a correction value, apply the calculated correction value to correct the load center point of each section, re-estimate the voltage of the automatic switch using the corrected load center point of each section, and re-estimate the re-estimated voltage. It includes a voltage and section load estimation device that estimates the load of each section using
The voltage and section load estimation device,
Each section is determined as a load-dominant section or a power source-dominant section using the current size and voltage-current phase difference.
When the current directions at both ends of a section are different, the case where the current direction at both ends is toward the inside of the section is determined to be a load-dominant section, and the case where the current directions at both ends are toward the outside of the section are determined to be the power source-dominant section.
A voltage and section load estimation system characterized in that when calculating the voltage of the load dominant section and the power generation source dominant section by considering the correction value, the signs of the correction values of the load dominant section and the power generation source dominant section are reversed.
상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는,
상기 계통의 상태정보내 개폐기의 투입/개방 데이터를 이용하여 자동화개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성하고, 상기 토폴로지내 각 구간의 전체 긍장, 해당 구간에 위치하는 부하의 크기 및 거리를 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 시스템.
According to clause 13,
The voltage and section load estimation device,
Using the closing/opening data of the switch in the status information of the system, the topology is configured to separate each section based on the automatic switch, and the overall load of each section in the topology and the size and distance of the load located in the section are determined. A voltage and section load estimation system characterized by calculating the load center point of each section using a voltage and section load estimation system.
상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는,
구간 양단의 전류 방향이 같은 경우에는, 전류 방향을 기준으로 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 큰 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 작은 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 시스템.
According to clause 13,
The voltage and section load estimation device,
When the current direction at both ends of the section is the same, the case where the current at the transmitting end is greater than the current at the receiving end is determined as the load dominant section based on the current direction, and the case where the current at the transmitting end is smaller than the current at the receiving end is determined as the power generation source. A voltage and section load estimation system characterized by determining the dominant section.
상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는,
상기 산출된 보정값을 해당 구간의 부하 중심점에 반영하여 상기 구간의 부하 중심점을 보정하고, 상기 보정된 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 판단하여, 상기 범위 내에 있는 경우 상기 보정된 부하 중심점을 적용하여 상기 자동화 개폐기의 전압을 재추정하고, 상기 범위 내에 있지 않은 경우 상기 보정값을 재산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 시스템.
According to clause 13,
The voltage and section load estimation device,
The calculated correction value is reflected to the load center point of the section to correct the load center point of the section, determine whether the corrected load center point is within a preset range, and if it is within the range, apply the corrected load center point. A voltage and section load estimation system characterized by re-estimating the voltage of the automatic switch and recalculating the correction value if it is not within the range.
상기 전압 및 구간 부하 추정 장치는,
직선 구간의 경우, 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유효 손실 및 무효 손실을 산출하며, 상기 유효전력, 무효전력, 유효 손실 및 무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출하고,
분기선로 구간의 경우, 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 시스템.
According to clause 13,
The voltage and section load estimation device,
In the case of a straight section, the voltage, current size, and voltage-current phase difference of the automatic switches at both ends of the section are used to calculate the active power and reactive power flowing through each automatic switch, and the effective and reactive losses due to the current flowing in each line are calculated. Calculate the load of the straight section using the active power, reactive power, active loss, and reactive loss,
In the case of a branch line section, the straight section is divided into two sections, the load center point of each section is applied to the same size as the load center point of the straight section before separation, and the same size as the load center point of the straight section before separation is applied. A voltage and section load estimation system characterized by calculating the sizes of the two loads so that they appear.
구간 종류 판단부가 현장 데이터 취득 장치에 의해 측정된 제1 계측정보 및 위상 측정 장치에 의해 측정된 제2 계측정보를 이용하여 각 구간의 종류를 판별하는 단계;
전압 및 구간 부하 추정부가 상기 제1 계측정보를 이용하여 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 이용하여 각 구간의 부하 중심점의 보정값을 산출하고, 상기 산출된 보정값을 적용하여 각 구간의 부하 중심점을 보정하며, 상기 보정된 각 구간의 부하 중심점을 이용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 단계; 및
상기 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 재추정된 전압을 이용하여 각 구간의 부하를 추정하는 단계를 포함하고,
상기 각 구간의 종류를 판별하는 단계에서,
상기 구간 종류 판단부는, 상기 제1계측정보 또는 제2계측정보의 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 구간을 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간으로 판별하되,
구간 양단의 전류 방향이 다른 경우에는, 양단의 전류 방향이 구간 안쪽을 향하고 있는 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 양단의 전류 방향이 구간 바깥쪽으로 향하고 있는 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하며,
상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 단계에서,
상기 전압 및 구간 부하 추정부는, 상기 보정값을 고려하여 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간의 전압 산출 시, 상기 부하 우세 구간과 발전원 우세 구간의 보정값의 부호를 반대로 하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 방법.
A topology estimation unit estimating the topology of the system based on system status information and calculating the load center point of each section in the topology;
A section type determination unit determining the type of each section using first measurement information measured by an on-site data acquisition device and second measurement information measured by a phase measurement device;
The voltage and section load estimation unit calculates the correction value of the load center point of each section using the voltage of the automatic switch estimated using the first measurement information and the voltage of the second measurement information, and applies the calculated correction value. Correcting the load center point of each section and re-estimating the voltage of the automatic switch using the corrected load center point of each section; and
The voltage and section load estimator includes a step of estimating the load of each section using the re-estimated voltage,
In the step of determining the type of each section,
The section type determination unit determines each section as a load dominant section or a power generation source dominant section using the current magnitude and voltage-current phase difference of the first or second measurement information,
If the current directions at both ends of the section are different, the case where the current direction at both ends is toward the inside of the section is determined to be a load dominant section, and the case where the current directions at both ends are toward the outside of the section are determined to be the power source dominant section.
In the step of re-estimating the voltage of the automatic switch,
The voltage and section load estimation unit, when calculating the voltage of the load dominant section and the power generation source dominant section in consideration of the correction value, reverses the sign of the correction value of the load dominant section and the power generation source dominant section. Section load estimation method.
상기 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 단계에서,
상기 토폴로지 추정부는, 상기 계통의 상태정보내 개폐기의 투입/개방 정보를 이용하여 자동화개폐기를 기준으로 각 구간을 분리하도록 토폴로지를 구성하고, 상기 토폴로지내 각 구간의 전체 긍장, 해당 구간에 위치하는 부하의 크기 및 거리를 이용하여 각 구간의 부하 중심점을 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 방법.
According to clause 18,
In the step of calculating the load center point of each section,
The topology estimation unit configures the topology to separate each section based on the automatic switch using the closing/opening information of the switch in the status information of the system, and determines the overall power of each section in the topology and the load located in the section. A voltage and section load estimation method characterized by calculating the load center point of each section using the size and distance of .
상기 각 구간의 종류를 판별하는 단계에서,
상기 구간 종류 판단부는, 구간 양단의 전류 방향이 같은 경우에는, 전류 방향을 기준으로 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 큰 경우를 부하 우세 구간으로 판별하고, 송전단의 전류가 수전단의 전류보다 작은 경우를 발전원 우세 구간으로 판별하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 방법.
According to clause 18,
In the step of determining the type of each section,
If the current direction at both ends of the section is the same, the section type determination unit determines a load dominant section when the current at the transmitting end is greater than the current at the receiving end based on the current direction, and the current at the transmitting end is the current at the receiving end. A voltage and section load estimation method characterized by determining the smaller case as the power generation source dominant section.
상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 단계는,
상기 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 계통의 토폴로지, 제1계측정보, 제2 계측정보, 구간 부하 중심점 및 구간 종류 중 적어도 하나를 입력받아 자동화개폐기의 전압을 추정하는 단계;
상기 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 추정된 자동화개폐기의 전압과 상기 제2 계측정보의 전압을 통해 추정 오차를 확인하는 단계;
상기 전압 및 구간 부하 추정부가 추정 오차를 확인하면, 상기 추정된 자동화개폐기의 전압, 해당 자동화 개폐기의 전류의 크기, 구간의 부하 중심점, 구간의 종류, 해당 자동화 개폐기의 전압-전류 위상차 중 적어도 하나를 이용하여 상기 보정값을 산출하는 단계;
상기 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 산출된 보정값을 해당 구간의 부하 중심점에 반영하여 상기 구간의 부하 중심점을 보정하는 단계;
상기 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 보정된 부하 중심점이 기 설정된 범위 내에 있는지 판단하는 단계; 및
상기 판단결과, 상기 범위 내에 있는 경우 상기 전압 및 구간 부하 추정부가 상기 보정된 부하 중심점을 적용하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하고, 상기 범위 내에 있지 않은 경우 상기 보정값을 재산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 방법.
According to clause 18,
The step of re-estimating the voltage of the automatic switch is,
The voltage and section load estimation unit estimating the voltage of the automatic switch by receiving at least one of the topology of the system, first measurement information, second measurement information, section load center point, and section type;
The voltage and section load estimating unit confirming an estimation error through the estimated voltage of the automatic switch and the voltage of the second measurement information;
When the voltage and section load estimation unit confirms the estimation error, at least one of the estimated voltage of the automatic switch, the size of the current of the corresponding automated switch, the load center point of the section, the type of section, and the voltage-current phase difference of the corresponding automated switch calculating the correction value using;
the voltage and section load estimating unit correcting the load center point of the section by reflecting the calculated correction value to the load center point of the section;
The voltage and section load estimation unit determining whether the corrected load center point is within a preset range; and
As a result of the determination, if it is within the range, the voltage and section load estimation unit re-estimates the voltage of the automatic switch by applying the corrected load center point, and if it is not within the range, it includes the step of recalculating the correction value. A voltage and section load estimation method characterized in that.
상기 자동화개폐기의 전압을 재추정 시,
상기 전압 및 구간 부하 추정부는 해당 구간이 부하 우세 구간 또는 발전원 우세 구간인지를 고려하여 상기 자동화개폐기의 전압을 재추정하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 방법.
According to clause 18,
When re-estimating the voltage of the automatic switch,
The voltage and section load estimation unit re-estimates the voltage of the automatic switch by considering whether the section is a load dominant section or a power generation source dominant section.
상기 각 구간의 부하를 추정하는 단계에서,
상기 전압 및 구간 부하 추정부는 직선 구간의 경우, 구간 양단의 자동화개폐기의 전압, 전류 크기 및 전압-전류 위상차를 이용하여 각 자동화개폐기에 흐르는 유효 전력 및 무효 전력을 산출하고, 각 선로에 흐르는 전류에 의한 유효 손실 및 무효 손실을 산출하며, 상기 유효전력, 무효전력, 유효 손실 및 무효 손실을 이용하여 직선 구간의 부하를 산출하고,
분기선로 구간의 경우, 직선 구간을 2개의 구간으로 분리하고, 각 구간의 부하 중심점을 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 크기를 각각 적용하며, 분리되기 전 직선 구간의 부하 중심점과 같은 값이 나오도록 두 부하의 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 및 구간 부하 추정 방법.
According to clause 18,
In the step of estimating the load of each section,
In the case of a straight section, the voltage and section load estimation unit calculates the active power and reactive power flowing in each automatic switch using the voltage, current size, and voltage-current phase difference of the automatic switch at both ends of the section, and calculates the active power and reactive power flowing in each line. Calculate the active loss and reactive loss by calculating the load of the straight section using the active power, reactive power, active loss, and reactive loss,
In the case of a branch line section, the straight section is divided into two sections, the load center point of each section is applied to the same size as the load center point of the straight section before separation, and the same size as the load center point of the straight section before separation is applied. A voltage and section load estimation method characterized by calculating the sizes of the two loads so that they appear.
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