KR20230126427A - Dc 계통 전력 제어 장치 - Google Patents

Dc 계통 전력 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230126427A
KR20230126427A KR1020220023562A KR20220023562A KR20230126427A KR 20230126427 A KR20230126427 A KR 20230126427A KR 1020220023562 A KR1020220023562 A KR 1020220023562A KR 20220023562 A KR20220023562 A KR 20220023562A KR 20230126427 A KR20230126427 A KR 20230126427A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
circuit breaker
current
power control
control device
Prior art date
Application number
KR1020220023562A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102655801B1 (ko
Inventor
박태식
박재덕
Original Assignee
목포대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 목포대학교산학협력단 filed Critical 목포대학교산학협력단
Priority to KR1020220023562A priority Critical patent/KR102655801B1/ko
Publication of KR20230126427A publication Critical patent/KR20230126427A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102655801B1 publication Critical patent/KR102655801B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/20Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage
    • H02H3/202Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage for dc systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/002Intermediate AC, e.g. DC supply with intermediated AC distribution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

본 발명은 DC 계통 전력 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력을 직류 전력으로 변환하여 부하에 공급하고, 부하에 과전압, 과전류가 발생할 때 직류 차단기를 동작시켜 직류 전력을 차단하는 DC 계통 전력 제어 장치에 관한 것이다.

Description

DC 계통 전력 제어 장치{DC POWER CONTROL UNIT}
본 발명은 DC 계통 전력 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입력을 직류 전력으로 변환하여 부하에 공급하고, 부하에 과전압, 과전류가 발생할 때 직류 차단기를 동작시켜 직류 전력을 차단하는 DC 계통 전력 제어 장치에 관한 것이다.
본 과제(결과물)는 2021년도 교육부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 지자체-대학 협력기반 지역혁신 사업의 결과입니다.(2021RIS-002)
본 발명 DC 계통 전력 제어 장치에 관련된 종래기술을 예로 들면, 특허문헌 1 자계를 이용한 직류차단기는 스위치에서 발생한 전계에 수직한 방향으로 인가된 자계에 의해 아크저항을 발생시키고 고장전류를 이용하여 아크저항을 계속 증가시켜 충분한 아크저항을 확보함으로써 아크를 빠르게 소호하도록 한다.
또한, 특허문헌 2 직류 차단기는 직류선로의 개방시 발생되는 아크전류를 소호시킬 수 있으면서 자속발생을 위해 코일을 통해 공급되는 전력을 활용할 수 있다.
그러나 종래기술은 차단기 작동시 접점에서 높은 아크 전압을 필요로 하고, 전류의 영점이 존재하지 않기 때문에 강제로 전류를 제한하는 어려움이 있고, DC 고장 전류의 상승을 제한시키기 위해 높은 아크 전압이 필요로 하고, 아크 전압을 확보하지 못하면 전류가 지속적으로 흐르게 되어 큰 사고로 이어질 수 있고, 높은 아크 전압으로 인해 차단기에 기계적인 스트레스가 증가하는 단점이 있고, 변압부 동작을 이용한 직류 전력 공급부의 동작을 제어하지 못해서 차단기의 오프로 인한 역전압 발생, 역전압으로 인한 아크를 소호하지 못해 직류 차단기가 소손되는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1569195호 자계를 이용한 직류차단기 등록특허공보 제10-2118650호 직류 차단기
본 발명은 부하에 과전압, 과전류가 발생하면 차단기를 오프시켜 역전압을 발생시키고, 차단기 아크를 흡수하고, 변압부 동작을 차단하는 DC 계통 전력 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 직류 차단기의 동작과 함께 변압부 동작을 제어하여 부하에 공급되는 직류 전력의 차단을 원활히 수행하는 DC 계통 전력 제어 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 직류전력 제어부의 반도체스위치 위상 제어를 통해 직류 전력 조류를 제어하는 DC 계통 전력 제어 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 DC 계통 전력 제어 장치는, 입력(15) 직류 전력을 다른 직류 전력으로 변환하며, 직류를 교류로, 교류를 변압하고, 변압된 교류를 다시 직류로 변환하는 직류전력 제어부(20); 상기 직류전력 제어부(20)의 출력에 직렬 연결되어 직류 전력의 부하(40) 공급을 차단하는 차단기(30); 전기를 띠게 하거나 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 부하(40); 및 상기 직류전력 제어부(20)의 직류 전력 제어, 고조파 변압기(23) 제어 장치의 제어, 부하(40) 전류를 센싱하는 전류센서(31)의 전류 감지 및 상기 차단기(30)의 제어를 수행하는 제어부(5);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(5)는 직류전력 제어부(20)를 제어하고, 상기 고조파 변압기(23) 제어 장치를 제어하는 전력제어부(51), 상기 전류센서(31)에 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부(52), 상기 차단기(30)의 동작을 제어하는 차단기제어부(53)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 직류전력 제어부(20)는, 직류를 교류로 변환하는 DC/AC 변환부; 교류를 다른 교류로 변환하는 고조파 변압기(23); 및 다른 교류를 다시 직류로 변환하는 AC/DC 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고조파 변압기(23)의 제어 장치는, 상기 고조파 변압기(23) 1차측 전력을 소모하는 캐패시터(21); 및 상기 캐패시터(21)의 전력 소모를 제어하는 SCR(22);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차단기(30)의 제어 장치는, 상기 차단기(30)의 스위치를 열고 닫는 코일(32); 상기 코일(32)에 인가되는 자계 효과로 차단기(30)의 열림/닫힘을 제어하는 반도체스위치(33); 상기 차단기(30)가 열리면 상기 차단기(30)에서 발생되는 아크를 캐패시터(35)로 전달하는 저항(34); 및 아크를 소모하는 캐패시터(35);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 직류전력 제어부(20)는, DC/AC 변환부의 1차측 반도체스위치(A,B,C,D) 위상 제어, AC/DC 변환부의 2차측 반도체스위치(E,F,G,H) 위상 제어를 통해 DC 계통의 전력 조류를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다중 DC 계통의 전력제어, 안정성, 진동 감쇠 및 신뢰도 확보할 수 있으며, 고장시 DC 차단기에 흐르는 고장전류 감소를 통해 수명 증대, 차단기와 같은 보호설비의 정격용량 감소할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 부하에 과전압, 과전류가 발생하면 차단기를 오프시켜 역전압을 발생시키고, 차단기 아크를 흡수하고, 변압부 동작을 차단함으로써 직류 전력 차단을 안전하게 수행하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 직류 차단기의 동작과 함께 변압부 동작을 제어하여 부하에 공급되는 직류 전력의 차단을 원활히 수행함으로써 직류 차단기의 수명을 증가시키는 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 직류전력 제어부의 반도체스위치 위상 제어를 통해 직류 전력 조류를 제어함으로써 전력 계통에서 소비 전력에 따라 직류 전력을 공급하고 소비하는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명 DC 계통 전력 제어 장치의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 도 1 DC 계통 전력 제어 장치의 실시예를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명을 설명하기 위한 하드웨어 자원과 운영체제, 코어인 제어부의 동작, 제어부 동작을 실행할 권한을 부여하는 시스템 인증 구성을 설명하는 예시도이다.
도 4는 본 발명이 적용된 DC 계통 전력 제어 장치의 부하에 발생하는 예상 단락 전류, 사고 전류를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명 DC 계통 전력 제어 장치가 적용된 DC 계통 전력 조류 제어를 보인 예시도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 DC 계통 전력 제어 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이하에서 종래 주지된 사항에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명확히 하기 위해 생략하거나 간단히 한다. 본 발명의 설명에 포함된 구성은 개별 또는 복합 결합 구성되어 동작한다.
도 1은 본 발명 DC 계통 전력 제어 장치의 구성을 보인 예시도로서, 도 1을 참조하면, 직류 전력 제어 장치는 입력(15), 직류전력 제어부(20), 차단기(30), 부하(40)를 포함한다.
직류전력 제어부(20)는 입력(15) 직류 전력을 다른 직류 전력으로 변환하며, 직류를 교류로, 교류를 변압하고, 변압된 교류를 다시 직류로 변환한다. 직류전력 제어부(20)는 DC/AC 변환부, 변압부, AC/DC 변환부를 포함한다.
차단기(30)는 보호계전기와 연계하여 과전압, 과전류, 부족전압에도 대응이 가능한 저압측의 차단기; 케이스로 몰드된 회로 차단기, 배선용 차단기인 MCCB(Molded Case Circuit Breaker);를 포함한다.
부하(40)는 전기를 띠게 하거나 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 것 또는 그 소비 에너지의 크기 등을 나타낸다. 즉, 전기 분야에서 전력을 수신하는 장치와 이 같은 장치에 의해 전달되는 전력을 소비하는 소자 등의 기기가 속한다. 부하(40)는 공조 설비, 전등, 가전 제품 등 직류 전기를 소비하는 제품을 말한다.
도 2는 도 1 DC 계통 전력 제어 장치의 실시예를 보인 예시도로서, 도 2를 참조하면, 직류 전력 제어 장치는 직류전력 제어부(20); 1차측 반도체스위치(A,B,C,D), 2차측 반도체스위치(E,F,G,H), 고조파 변압기(23) 제어 장치인 캐패시터(21), SCR(22); 제어부(5); 전류센서(31); 차단기(30); 차단기(30) 제어 장치인 코일(32), 반도체스위치(33), 저항(34), 캐패시터(35); 부하(40);를 포함한다.
직류전력 제어부(20)는 입력(15) 직류 전력을 다른 직류 전력으로 변환하며, 직류를 교류로, 교류를 변압하고, 변압된 교류를 다시 직류로 변환한다. 직류전력 제어부(20)는 직류를 교류로 변환하는 DC/AC 변환부, 교류를 다른 교류로 변환하는 고조파 변압기(23), 다른 교류를 다시 직류로 변환하는 AC/DC 변환부를 포함한다.
DC/AC 변환부는 고조파 변압기(23) 1차측 반도체스위치(A,B,C,D)를 위상 제어하여 직류를 교류로 변환하고, AC/DC 변환부는 고조파 변압기(23) 2차측 반도체스위치(E,F,G,H)를 위상 제어하여 교류를 직류로 변환한다.
고조파 변압기(23) 제어 장치는 변압부 1차측 전력을 소모하는 캐패시터(21); 캐패시터(21)의 전력 소모를 제어하는 SCR(22);를 포함한다.
제어부(5)는 직류전력 제어부(20)의 직류 전력 제어, 고조파 변압기(23) 제어 장치의 제어, 전류센서(31)의 전류 감지, 차단기(30)의 제어를 수행한다.
전류센서(31)는 직류일 때는 저항(31)을 이용하여 전압 강하 레벨로 부하(40)에 공급되는 전류의 양을 측정하고, 교류일 때는 CT 방식의 전류 센서를 이용하고, 고조파 변압기(23) 2차측에 설치될 수 있다. CT(Current Transformer)의 경우는 측정 전류를 권선비에 따른 2차 전류로 변환하는 원리를 채용하고 있다. 2차 전류는 션트 저항으로 흐르고 션트 저항 양단에 전압이 발생하고, 발생된 전압은 측정 도체에 흐르는 전류에 비례한 출력이 된다.
차단기(30)는 보호계전기와 연계하여 과전압, 과전류, 부족전압에도 대응이 가능한 저압측의 차단기; 케이스로 몰드된 회로 차단기, 배선용 차단기인 MCCB(Molded Case Circuit Breaker);를 포함한다.
차단기(30) 제어 장치는 차단기(30)의 스위치를 열고 닫는 코일(32); 코일(32)에 인가되는 자계 효과로 차단기(30)의 열림/닫힘을 제어하는 반도체스위치(33); 차단기(30)가 열리면 차단기(30)에서 발생되는 아크를 캐패시터(35)로 전달하는 저항(34); 아크를 소모하는 캐패시터(35);를 포함한다.
부하(40)는 전기를 띠게 하거나 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 것 또는 그 소비 에너지의 크기 등을 나타낸다. 즉, 전기 분야에서 전력을 수신하는 장치와 이 같은 장치에 의해 전달되는 전력을 소비하는 소자 등의 기기가 속한다. 부하(40)는 공조 설비, 전등, 가전 제품 등 직류 전기를 소비하는 제품을 말한다.
도 3은 본 발명을 설명하기 위한 하드웨어 자원과 운영체제, 코어인 제어부의 동작, 제어부 동작을 실행할 권한을 부여하는 시스템 인증 구성을 설명하는 예시도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명은 프로세서(1), 메모리(2), 입출력장치(3), 운영체제(4), 제어부(5)를 포함한다.
프로세서(1)는 CPU(Central Processing Units), GPU(Graphic Processing Unit), FPGA(Field Programmable Gate Array), NPU(Neural Processing Unit)로서, 메모리(2)에 탑재된 운영체제(4), 제어부(5)의 실행 코드를 수행한다.
메모리(2)는 RAM(random access memory), ROM(read only memory), 디스크 드라이브, SSD(solid state drive), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같은 비소멸성 대용량 저장 장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다.
입출력장치(3)는 입력 장치로, 오디오 센서 및/또는 이미지 센서를 포함한 카메라, 키보드, 마이크로폰, 마우스 등의 장치를, 그리고 출력 장치로, 디스플레이, 스피커, 햅틱 피드백 디바이스(haptic feedback device) 등과 같은 장치를 포함할 수 있다.
운영체제(4)는 윈도우, 리눅스, IOS, 가상 머신, 웹브라우저, 인터프리터를 포함할 수 있고, 태스크, 쓰레드, 타이머 실행, 스케줄링, 자원 관리, 그래픽, 폰트 처리, 통신 등을 지원한다.
제어부(5)는 운영체제(4)의 지원하에 입출력장치(3)의 센서, 키, 터치, 마우스 입력에 의한 상태를 결정하고, 결정된 상태에 따른 동작을 수행한다. 제어부(5)는 병렬 수행 루틴으로 타이머, 쓰레드에 의한 작업 스케줄링을 수행한다.
제어부(5)는 입출력장치(3)의 센서값을 이용하여 상태를 결정하고, 결정된 상태에 따른 알고리즘을 수행한다.
제어부(5)는 직류전력 제어부(20)를 제어하고, 고조파 변압기(23) 제어 장치를 제어하는 전력제어부(51), 전류센서(31)에 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부(52), 차단기(30)의 동작을 제어하는 차단기제어부(53)를 포함한다. 전력제어부(51)는 DC/AC 변환부, AC/DC 변환부를 제어하고, 고조파 변압기(23) 제어 장치를 제어하여 고조파 변압기(23) 동작을 차단해서 차단기(30) 오프를 지원하고, 차단기제어부(53)는 전류감지부(52)의 센서값이 일정 레벨 이상이면 차단기(30)를 오프하고, 반도체스위치(33)를 온하여 캐패시터(35)로 차단기(30)에서 발생된 역전압으로 인한 아크를 흡수 제어한다.
도 3을 참조하면, 시스템 인증 구성은 제어부(5)를 포함하는 단말기(6), 인증 서버(7)를 포함한다.
단말기(6)는 데이터 채널을 이중화하고, 단말기(6)의 키값, 생체 정보를 입력받아 인증 서버(7)에 제1데이터 채널을 통해 사용자 인증을 요청하고, 단말기(6)는 생성된 킷값을 디스플레이에 표시하고, 인증 서버(7)로 전송한다.
단말기(6)는 단말기(6)의 디스플레이에 표시된 킷값을 입력하고, 사용자 정보와 함께 제2데이터 채널을 통해 인증 서버(7)로 전송한다. 단말기(6)는 킷값과 사용자 정보를 이용하여 단말기(6)에 탑재된 시스템의 인증을 인증 서버(7)에 요청한다. 단말기(6)의 킷값은 컴퓨터 고유의 정보인 CPU 제조번호, 이더넷 칩의 맥주소로부터 생성될 수 있다. 단말기(6)는 카메라를 이용한 얼굴 인식, 마이크를 이용한 음성 인식, 디스플레이를 이용한 필기 인식을 통해 사용자 정보를 획득하고, 인증에 활용할 수 있다.
인증 서버(7)는 단말기(6)로부터 킷값을 수신하고, 단말기(6)로부터 이중화된 데이터 채널을 통해 킷값과 사용자 정보를 수신하여 단말기(6)의 킷값과 사용자 정보를 비교하고, 사용자 정보를 대응시켜 단말기(6)의 시스템 이용에 대한 인증을 처리한다. 인증 서버(7)는 인증 결과를 단말기(6)로 전송하여 시스템에 대한 사용자의 사용을 허가한다. 단말기(6)의 이중화된 데이터 채널로 인해 킷값 손실이 최소화되는 효과를 가질 수 있다.
인증 서버(7)는 사용자 정보의 히스토리 분석을 수행하고, 시간 흐름에 따라 사용자 정보의 일관성, 변화를 비교 판단한다. 히스토리 분석에서 사용자 정보가 일관성을 나타내면 사용자의 사용을 허가하고, 변화를 나타내면 사용자의 사용을 허가하지 않는다. 사용자 정보가 일관성을 나타낼 때 사용자의 시스템 사용을 허가함으로써 사용자 정보가 변조된 사용자가 시스템에 접근하지 못하도록 보안을 강화한다.
시스템의 사용을 인증하는 수단인 단말기(6)는 시스템과 직접 연결하지 않고, 인증 서버(7)를 통한 우회 경로를 형성함으로써 인터넷망을 이루는 네트워크가 내부망과 외부망으로 구성되어 아이피 주소 설정 과정이 번거로울 때 단말기(6)를 이용한 인증 과정이 원활히 수행되는 장점이 있다. 이때, 단말기(6)에는 시스템이 탑재되고, 단말기(6)는 인증 단말 수단이 되고, 인증 서버(7)는 인증 서버 수단이 된다.
클라우드(12)는 프로세서(1), 메모리(2), 입출력장치(3), 통신부(6)를 관리하는 운영체제(4)의 지원 하에 컨테이너(7)의 모듈화로, 웹(8), DB(9), 프로토콜(10), 라이브러리(11)의 서비스를 제공하며, 제어부(5)는 컨테이너(7)의 서비스를 이용한 클라우드 애플리케이션을 실행한다. 컨테이너(7)라고 하는 표준 소프트웨어 패키지는 애플리케이션의 코드를 관련 구성 파일, 라이브러리(11) 및 앱 실행에 필요한 종속성과 함께 번들로 제공한다.
클라우드(12)는 다수의 단말기(6)를 통합 제어하고, 단말기(6)로부터 수신된 센서값을 저장하여 시간 흐름에 따라 모니터링하고, 단말기(6)의 동작 에러를 처리하고, 에러 메시지를 다른 단말기(6)로 알리고, 제어 대상인 단말기(6)를 스위칭 제어한다.
신경망 학습은 온도, 고도, 지문 등 각종 센서, 이미지, 적외선 등 카메라, 라이더와 같은 입력 장치로부터 수집된 시계열 데이터로부터 특징량 선택, 알고리즘 선택을 통해 모델을 선택하고, 학습, 성능 검증 과정에 의한 반복 시행 착오를 거쳐 모델 선택을 반복한다. 성능 검증이 마치면 인공지능 모델이 선택된다.
제어부(5)는 센서값 판단에 신경망을 이용한 딥러닝 알고리즘을 수행하고, 신경망 학습에 훈련 데이터를 이용하고, 시험 데이터로 신경망 성능을 검증한다.
도 4는 본 발명이 적용된 DC 계통 전력 제어 장치의 부하에 발생하는 예상 단락 전류, 사고 전류를 보인 예시도로서, 도 4를 참조하면, 예상 단락 전류는 단락 시작 시간부터 증가하기 시작하고, 차단기 개방 시간에 차단기 개방에 따라 낮아진 사고 전류를 나타내고, 사고 전류의 제거 시간 후 사고 전류가 완전히 제거됨을 설명한다.
도 5는 본 발명 DC 계통 전력 제어 장치가 적용된 DC 계통 전력 조류 제어를 보인 예시도로서, 도 5를 참조하면, DC 계통 전력 조류(Flow) 제어는 발전기에서 발전된 전력을 최소의 손실과 최적의 전기 품질로 수용가까지 공급하기 위해서 DC 계통 내의 전력의 조류를 제어한다. 합리적인 DC 계통 운용을 위해 계통 구성, 전원 설비의 적정한 발전, 조정 계획, 상시 전력 조류를 감시해서 시시각각의 조류 변화에 대응한 적절한 조류 조정을 수행한다. 예를 들어, 제1DC 전력이 360MW이고, 제2DC 전력이 520MW이고, 제3DC 전력이 800MW일 때, DC 계통 전력 제어 장치는 제1DC 전력을 공급하는 제1발전기, 제2DC 전력을 공급하는 제2발전기, 제1DC 전력과 제2DC 전력이 제3DC 전력으로 공급됨을 고려해서 DC 계통 내의 전력의 조류를 제어한다.
DC 계통 전력 제어 장치는 도 2에 도시된, DC/AC 변환부의 1차측 반도체스위치(A,B,C,D) 위상 제어, AC/DC 변환부의 2차측 반도체스위치(E,F,G,H) 위상 제어를 통해 DC 계통의 전력 조류를 제어할 수 있고, 이러한 전력 조류 제어에 의해 제1DC 전력, 제2DC 전력, 제3DC 전력 간의 조류 제어를 달성하는 효과를 가질 수 있다.
DC 계통 전력 제어 장치는 사고 발생이나 그 발생이 예상될 경우, 정전 범위를 최소한으로 좁히기 위해 미리 계통 연계점 또는 전력 계통간을 분리하고, 계통 사고시에 사고 조류가 중첩될 경우 계통 탈조, 대폭적인 주파수 저하, 송변전 설비의 과부하가 생기지 않도록 계통 분리점의 조류 허용폭을 설정해서 이 한도 내에서 유지되도록 조류 조정을 실시한다.
DC 계통 전력 제어 장치는 전력 설비의 과부하 방지, 안정도 향상, 계통 분리시 단독 계통의 괴멸 방지, 전력 계통의 송전 손실 경감, 적정 전압 유지, 주파수 조정을 달성하는 효과를 가질 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 해당 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1: 프로세서 2: 메모리
3: 입출력장치 4: 운영체제
5: 제어부 51: 전력제어부
52: 전류감지부 53: 차단기제어부
6: 단말기 7: 인증 서버
8: 웹 9: DB
10: 프로토콜 11: 라이브러리
12: 클라우드 13: 통신부
14: 컨테이너 20: 직류전력 제어부
21: 캐패시터 22: scr
23: 고조파 변압기 30: 차단기
31: 전류센서 32: 코일
33: 반도체스위치 34: 저항
35: 캐패시터 40: 부하

Claims (6)

  1. 입력(15) 직류 전력을 다른 직류 전력으로 변환하며, 직류를 교류로, 교류를 변압하고, 변압된 교류를 다시 직류로 변환하는 직류전력 제어부(20);
    상기 직류전력 제어부(20)의 출력에 직렬 연결되어 직류 전력의 부하(40) 공급을 차단하는 차단기(30);
    전기를 띠게 하거나 기계적장치의 동력 에너지를 소비하는 부하(40); 및
    상기 직류전력 제어부(20)의 직류 전력 제어, 고조파 변압기(23) 제어 장치의 제어, 부하(40) 전류를 센싱하는 전류센서(31)의 전류 감지 및 상기 차단기(30)의 제어를 수행하는 제어부(5);로 이루어진 것을 특징으로 하는 DC 계통 전력 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(5)는 직류전력 제어부(20)를 제어하고, 상기 고조파 변압기(23) 제어 장치를 제어하는 전력제어부(51); 상기 전류센서(31)에 흐르는 전류를 감지하는 전류감지부(52); 및 상기 차단기(30)의 동작을 제어하는 차단기제어부(53);를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 계통 전력 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직류전력 제어부(20)는,
    직류를 교류로 변환하는 DC/AC 변환부;
    교류를 다른 교류로 변환하는 고조파 변압기(23); 및
    다른 교류를 다시 직류로 변환하는 AC/DC 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 계통 전력 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고조파 변압기(23)의 제어 장치는,
    상기 고조파 변압기(23) 1차측 전력을 소모하는 캐패시터(21) ; 및
    상기 캐패시터(21)의 전력 소모를 제어하는 SCR(22);을 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 계통 전력 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차단기(30)의 제어 장치는,
    상기 차단기(30)의 스위치를 열고 닫는 코일(32);
    상기 코일(32)에 인가되는 자계 효과로 차단기(30)의 열림/닫힘을 제어하는 반도체스위치(33);
    상기 차단기(30)가 열리면 상기 차단기(30)에서 발생되는 아크를 캐패시터(35)로 전달하는 저항(34); 및
    아크를 소모하는 캐패시터(35);를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC 계통 전력 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 직류전력 제어부(20)는,
    DC/AC 변환부의 1차측 반도체스위치(A,B,C,D) 위상 제어, AC/DC 변환부의 2차측 반도체스위치(E,F,G,H) 위상 제어를 통해 DC 계통의 전력 조류를 제어하는 것을 특징으로 하는 DC 계통 전력 제어 장치.
KR1020220023562A 2022-02-23 2022-02-23 Dc 계통 전력 제어 장치 KR102655801B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220023562A KR102655801B1 (ko) 2022-02-23 2022-02-23 Dc 계통 전력 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220023562A KR102655801B1 (ko) 2022-02-23 2022-02-23 Dc 계통 전력 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230126427A true KR20230126427A (ko) 2023-08-30
KR102655801B1 KR102655801B1 (ko) 2024-04-05

Family

ID=87846219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220023562A KR102655801B1 (ko) 2022-02-23 2022-02-23 Dc 계통 전력 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102655801B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015011933A (ja) * 2013-07-01 2015-01-19 日本電信電話株式会社 直流遮断装置
JP2015517792A (ja) * 2012-06-15 2015-06-22 ヤン チャン、タエ 多様なアーク及び過負荷を感知して電力供給を遮断できる電源遮断装置
KR101569195B1 (ko) 2013-12-26 2015-11-13 주식회사 효성 자계를 이용한 직류차단기
KR20180081762A (ko) * 2015-11-09 2018-07-17 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 해양 애플리케이션을 위한 전력 시스템
KR102118650B1 (ko) 2018-11-22 2020-06-03 호남대학교 산학협력단 직류 차단기
KR20210103206A (ko) * 2020-02-13 2021-08-23 엘에스일렉트릭(주) 인버터 초기충전회로의 릴레이 제어 장치 및 그 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015517792A (ja) * 2012-06-15 2015-06-22 ヤン チャン、タエ 多様なアーク及び過負荷を感知して電力供給を遮断できる電源遮断装置
JP2015011933A (ja) * 2013-07-01 2015-01-19 日本電信電話株式会社 直流遮断装置
KR101569195B1 (ko) 2013-12-26 2015-11-13 주식회사 효성 자계를 이용한 직류차단기
KR20180081762A (ko) * 2015-11-09 2018-07-17 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 해양 애플리케이션을 위한 전력 시스템
KR102118650B1 (ko) 2018-11-22 2020-06-03 호남대학교 산학협력단 직류 차단기
KR20210103206A (ko) * 2020-02-13 2021-08-23 엘에스일렉트릭(주) 인버터 초기충전회로의 릴레이 제어 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102655801B1 (ko) 2024-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schneider et al. Enabling resiliency operations across multiple microgrids with grid friendly appliance controllers
US20220231538A1 (en) Power distribution systems and methods
RU2690008C1 (ru) Система и способ переключения электрической системы на резервный источник питания при нарушении энергоснабжения
Thiébaux et al. Planning with MIP for supply restoration in power distribution systems
JP4616206B2 (ja) 電力系統安定度判定方法及び装置
RU2747622C2 (ru) Способ управления распределительной электрической микросетью, носитель информации, компьютерное устройство и устройство управления
CN104917278A (zh) 冗余不间断电源***
KR102228089B1 (ko) 화재 예측 및 차단이 가능한 태양광 발전 시스템
WO2016006254A1 (ja) 対リスク準備装置、対リスク準備方法、及び、対リスク準備システム
KR102471128B1 (ko) 태양광 인버터 기능을 포함한 양방향 인버터
Tao et al. Service restoration to critical loads using microgrids considering dynamic performance of DGs
CN109560556A (zh) 一种基于柔性多状态调节开关调节的电压调节***
JPH0993784A (ja) 節電及び過負荷回避装置とそれを用いた節電及び過負荷回避方法
KR102655801B1 (ko) Dc 계통 전력 제어 장치
CN104914813B (zh) 静态安全分析***中备自投模型的多平台同步方法
Penkey et al. Improving transmission system resilience using an automation controller and distributed resources
Nguyen et al. Safety-assured collaborative load management in smart grids
KR101734148B1 (ko) 송전선 과부하 해소를 위한 혼잡 관리 시스템
CN110880765A (zh) 配电网合环操作方法及其***、合环操作设备、存储介质
JP6914358B2 (ja) 分離システムの形成検出方法
KR101734149B1 (ko) 에너지 저장 장치를 이용한 송전선 과부하 관리 방법
Romani et al. Simulation models and implementation of a simulator for the performability analysis of electric power systems considering interdependencies
CN110994570A (zh) 一种配电网保护方法及其***、保护设备、存储介质
KR102510108B1 (ko) 무정전 전원 장치
Lv et al. Multi‐resolution modelling method based on time‐state‐machine in complex distribution network

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant