WO2021141242A1 - 최적 조류 계산 방법 및 시스템 - Google Patents

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WO2021141242A1
WO2021141242A1 PCT/KR2020/017504 KR2020017504W WO2021141242A1 WO 2021141242 A1 WO2021141242 A1 WO 2021141242A1 KR 2020017504 W KR2020017504 W KR 2020017504W WO 2021141242 A1 WO2021141242 A1 WO 2021141242A1
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failure
generator
power
optimal
microgrid
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PCT/KR2020/017504
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김상우
반재필
이호진
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포항공과대학교 산학협력단
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for calculating an optimal current for a power grid, and more particularly, to a method and system for calculating an optimal current for a microgrid in a situation in which some generators constituting the microgrid fail.
  • the electricity market is largely composed of a power generation company that sells electricity through the electricity market, a sales company that purchases electricity, and consumers.
  • power generation and sales companies can trade electricity only through the electricity market, and the Korea Electric Power Corporation is in charge of transmission, distribution and sales that supply electricity to end consumers.
  • the current electricity trading method is to purchase electricity produced by several power plants at a wholesale price at the Korea Power Exchange, and then sell it to the general consumer at the Korea Electric Power Corporation.
  • Microgrid refers to a low-voltage power system composed of distributed energy resources and controllable loads.
  • a microgrid is a small power grid that can operate independently or in conjunction with other small power grids.
  • Microgrids are classified into grid-connected and independent types depending on whether or not they are grid-connected. In the case of the grid-connected type, power is supplied through the power system along with distributed energy resources, and is operated independently from the grid in case of an emergency. In the case of stand-alone, it is operated independently by combining various distributed resources in isolated areas such as islands and remote mountainous areas.
  • Distributed energy resources refer to small-scale power generation facilities that can be installed in nearby areas of power consumers. Small generators, wind generators, solar generators, and energy storage devices are used as distributed energy resources.
  • Microgrids require appropriate controls to minimize power losses and operating costs while meeting constraints such as voltage proposals, power limits, and power balance between supply and demand energy. This problem is called the optimal algae problem. Research is underway to control the microgrid through this optimal algae problem. For example, in Registered Patent No. 10-1704252 (Name: Independent microgrid operating device and method), for a small independent microgrid system that is operated separately from the power system, only the energy storage device and the emergency generator are controlled to achieve optimal operation. An operating device and method are provided.
  • the faulty generator may require generation exceeding the maximum generation amount, and in this case, the power supply and demand balance is not balanced, greatly reducing the stability of the power grid This may cause problems such as power outages.
  • An object of the present invention is to provide a tidal current counting system and/or method capable of reflecting a decrease in the amount of power generated due to a failure of a generator included in a power system.
  • the present invention provides stable power by reflecting the decrease in the power production efficiency of the generator and the change in the maximum/minimum power production constraint due to the failure to the optimal current problem when a failure occurs in the distributed power supply (generator), an essential element of the microgrid system. It is intended to provide a system and method for performing supply and voltage control.
  • An optimal current calculation system includes: a data acquisition unit for acquiring a measurement signal measured from a measurement device installed in generators belonging to a microgrid; a failure diagnosis unit for diagnosing the degree of failure of the corresponding generator from the acquired measurement signal to calculate the generator power generation cost or the maximum/minimum power change that the generator can output; And, based on the prediction information calculated by the failure diagnosis unit, calculating the optimal current in consideration of the generator operating in the fault state, and controlling the amount of power generation of the generators belonging to the microgrid with the calculated optimal current value and distributed power It may include a control unit.
  • the failure diagnosis unit receives information on voltage and current for a specific generator, and calculates a failure index as an index related to the severity of the failure of the generator (eg, the magnitude of the short-circuit current in the stator winding and the weakening of the magnetic flux). can do.
  • the data acquisition unit a measuring device for measuring the voltage and current data of each generator as a distributed power supply of the microgrid; and a receiving unit for receiving data from the measurement device and storing the data as a power generation data storage unit.
  • the fault diagnosis unit may include: a fault diagnosis device that reads voltage and current data of each generator from the power generation data storage unit, analyzes them, performs fault diagnosis, and outputs a fault index indicating the degree of a fault; and a generator output information predictor that calculates and outputs a change in the generation cost and active power constraint of a generator in which a failure occurs based on the output failure index.
  • the optimum current calculation and distributed power control unit may include: a load prediction unit for predicting a load amount of a load belonging to the microgrid; a control amount calculator for calculating the power generation control amount of each distributed power source from the power production prediction and the load amount prediction of the microgrid; an input unit for collecting the output value of the load amount predictor and the output value of the generator output information predictor and inputting the input to the control amount calculator; And it may include a distributed power communication unit for transmitting the generation control amount information of each distributed power source for the calculated control amount to the corresponding distributed power source.
  • an optimal tidal current calculation method includes: acquiring a measurement signal from a measurement device installed in generators belonging to a microgrid; diagnosing the degree of failure of the generator from the acquired measurement signal, and calculating a failure index indicating the degree of failure; calculating power generation cost and active power constraint change during operation in a failure state of a generator in which a failure occurs based on the failure index; calculating an optimal current of the microgrid from the calculated power generation cost and active power constraint change; and adjusting the power generation amount of each generator belonging to the microgrid according to the calculated optimal current.
  • the step of calculating the failure index information on the voltage and current for a specific generator is received, and the severity of the failure of the generator (eg, the magnitude of the short-circuit current in the stator winding and the weakening of the magnetic flux) is determined.
  • a failure index can be calculated as a related index.
  • an objective function expressed as in Equation may be considered for the purpose of minimizing the sum of the power generation costs of the microgrid distributed power supply under a given constraint condition.
  • the objective function may have to satisfy the conditions according to the following equation.
  • the data is received from the measurement device and stored in the power generation data storage unit,
  • step of calculating the failure index voltage and current data of each generator may be read from the power generation data storage unit, analyzed, and a failure diagnosis may be performed, and a failure index indicating the degree of failure may be calculated.
  • the tidal current calculation system and/or its method of the present invention performs optimization by reflecting the change in the generation cost and active power constraint of the generator due to the failure of each distributed power source in the microgrid to the optimal tidal current objective function, thereby calculating the existing optimal tidal current It has the advantage of saving the total cost of electricity generation compared to the method.
  • the tidal current calculation system and/or the method of the present invention has an advantage in that it can operate the microgrid more stably compared to the existing method because it takes into account a decrease in the generated power of the distributed power supply due to a failure.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a microgrid tidal current control system according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the data acquisition unit of Fig. 1 and a storage structure of acquired data;
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a data processing structure of a failure diagnosis unit of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a block diagram showing the detailed configuration of the optimum current calculation and distributed power control unit of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an optimal current calculation method of a microgrid in consideration of a generator failure according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
  • a component When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it can be understood that other components may exist in between. .
  • the terms include or include are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and includes one or more other features or numbers, It may be understood that the existence or addition of steps, operations, components, parts or combinations thereof is not precluded in advance.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a microgrid optimal tidal current calculation system according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated system is a kind of microgrid tidal current control system, and is composed of a data acquisition unit 120 , a fault diagnosis unit 140 , an optimal tidal current calculation and a distributed power control unit 160 .
  • the optimal tidal current calculation system in consideration of generator failure as the distributed power supply 11 to 14 belonging to the illustrated microgrid includes: a data acquisition unit 120 for acquiring measurement signals measured from measurement devices 121 to 124 installed on generators, etc.; a failure diagnosis unit 140 for diagnosing the degree of failure of the corresponding generator from the acquired measurement signal to calculate the generator power generation cost or the maximum/minimum power change that the generator can output; Based on the prediction information calculated by the failure diagnosis unit 140, the optimum current calculation and distributed power control unit 160 are included to calculate the optimal current in consideration of the failure, and control the amount of power generation of the distributed power source with the calculated optimal current value. can do.
  • the data acquisition unit 120 acquires the voltage and current data of the generator required for fault diagnosis from the measurement devices 121 to 124 of the distributed power and stores the data in the power generation data storage unit 200 .
  • the acquired data is used in the failure diagnosis unit to diagnose the failure of the generator, output a failure index indicating the degree of failure, and can be used to predict the output information of the generator reflecting the failure.
  • the failure diagnosis unit 140 may receive a voltage current and a generator speed for a specific generator as inputs, and calculate a failure index indicating the degree of failure of the generator.
  • the optimum current calculation and distributed power control unit 160 reflects the change in the efficiency of the generator and the change in the maximum/minimum power production constraint based on the failure degree information calculated by the failure diagnosis unit 140 to determine the optimum current of the microgrid. It plays a role in calculating and controlling the amount of power generation of distributed power sources based on the calculated optimal current.
  • FIG. 2 shows a detailed configuration of the data acquisition unit 120 of FIG. 1 and a storage structure of acquired data.
  • the illustrated data acquisition unit 120 includes measurement devices 121 to 124 and a reception (communication) unit 128 installed in a generator or the like, and forms a data acquisition and storage structure to the power generation data storage unit 200 .
  • the measuring devices 121 to 124 are installed in each distributed power supply and measure the voltage and current data of the generator. Although the measuring devices 121 to 124 are installed on the generator side and are spaced apart from the receiving unit 128 in reality, it will be described that one data acquisition unit 120 is formed in terms of its function.
  • the data measured by each of the measuring devices 121 to 124 is received through the receiving unit 128 , and collected and stored in the power generation data storage unit 200 .
  • the power generation data storage unit 200 serves to store data measured by each distributed power source, and may be a data storage medium provided in the optimal current calculation system, or a DB server separately provided outside, depending on implementation. have.
  • the data stored in the generator data storage unit 200 is used in the failure diagnosis unit 140 for fault diagnosis and generator output information prediction.
  • FIG. 3 shows a data processing structure of the failure diagnosis unit 140 of FIG. 1 .
  • the illustrated failure diagnosis unit 140 includes a failure diagnosis unit 142 for outputting a failure index for a target generator; And it may include a generator output information predictor 144 for predicting the output change of the generator due to a failure.
  • the fault diagnosis unit 142 reads the voltage and current data of the distributed power supply from the power generation data storage unit 200, analyzes them, performs fault diagnosis, and outputs a fault index indicating the degree of fault.
  • the generator output information predictor serves to calculate and output the generation cost and active power constraint change of the generator in which the failure occurs based on the failure index output from the failure diagnosis unit 142 .
  • FIG. 4 shows a detailed configuration of the optimum current calculation and distributed power control unit 160 of FIG. 1 .
  • the illustrated optimal current calculation and distributed power control unit 160 includes: a load amount prediction unit 162 for predicting a load amount of a load belonging to the microgrid; a control amount calculator 164 for calculating the power generation control amount of each distributed power source from the power generation prediction and the load amount prediction of the microgrid; an input unit 161 for collecting the output value of the load amount predicting unit 162 and the output value of the generator output information predictor 144 and inputting it to the control amount calculator 164; and a distributed power communication unit 168 that transmits information on the amount of power generation adjustment of each distributed power source for the calculated control amount to the corresponding distributed power source.
  • the optimum current calculation and distributed power control unit 160 may include: an optimum current calculation unit for calculating an optimum current in consideration of a failure based on the prediction information calculated by the failure diagnosis unit 140; and a distributed power control unit that controls the amount of power generation of the distributed power source with the calculated optimum current value.
  • the control amount calculator 164 reflects the generation cost and active power constraint change of the faulty generator output from the generator output information predictor 144 to the optimal current objective function to calculate the optimal current according to the load predicted from the load amount predictor. plays a role in
  • the optimum current value calculated by the control amount calculator 164 is input as a control command value of each distributed power source through the distributed power communication unit 168 .
  • Each distributed power source adjusts the amount of power generation according to the control command value.
  • the distributed power communication unit 168 may be the same hardware as the reception (communication) unit 128 of FIG. 2 .
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for calculating an optimal current of a microgrid in consideration of a generator failure according to an embodiment of the present invention.
  • the method for calculating the optimum current flow of the microgrid shown includes: acquiring a measurement signal from a measurement device installed in a generator or the like (S120); diagnosing the degree of failure of the generator from the acquired measurement signal, and calculating a failure index indicating the degree of failure (S130); Calculating the generation cost and active power constraint change of the generator in which the failure occurs based on the failure index (S140); Calculating the optimum current of the microgrid from the calculated power generation cost and active power constraint change of the generator (S150); and adjusting the power generation amount of each generator according to the calculated optimal current (S160).
  • Acquiring the measurement signal ( S120 ) may be performed in a manner of acquiring and communicating data required for fault diagnosis from a measurement device installed in a distributed power supply by the data acquisition unit 120 of FIG. 1 .
  • Calculating the failure index ( S130 ) is performed by the failure diagnosis unit 140 of FIG. 1 , performing failure diagnosis using the stored generator data and outputting a failure index indicating the degree of failure.
  • the step of calculating the constraint change (S140) is to be performed in such a way that the generation cost and active power constraint change of the generator in which the failure occurs are calculated based on the failure index calculated by the failure diagnosis unit 140 of FIG. can
  • the step of calculating the optimal current (S150) is, by the optimal current calculation and distributed power control unit 160 of FIG. 1, the power generation cost and active power constraint change of the generator calculated by the failure diagnosis unit 140, the optimum current It can be performed in such a way that the optimum current is calculated by reflecting it in the objective function for calculation.
  • the optimum current calculation and distributed power control unit 160 of FIG. 1 converts the calculated optimum current value to the control command value of each distributed power source through the distributed power communication unit 168. It may be performed in a manner of controlling the amount of power generation by input.
  • the failure index proposed in the present invention is an index related to the severity of failure that affects the amount of power generated by failure in a prime mover generator, and is an index for the magnitude of the short-circuit current (i_f) in the case of a short-circuit failure in the stator winding, a permanent magnet
  • i_f short-circuit current
  • ⁇ flux linkage
  • the index related to the severity of the failure is the weakening of the magnetic flux (especially, the stator magnetic flux). It can also be viewed as an indicator related to
  • the failure diagnosis unit 140 of FIG. 1 estimates the failure index by using the parameter estimation method for estimating the failure index based on the input voltage, current, generator rotation speed, and the mathematical model of the generator. and the estimated value may be output from the failure diagnosis unit 140 .
  • the objective function aims to minimize the sum of the power generation costs of distributed power sources under the given constraint conditions, and can be expressed as in Equation 1.
  • P Gf,i is the active power of the distributed power source of the i-th node
  • S i is a failure index indicating the failure degree of the generator of the i-th node
  • Q G,i is the reactive power of the distributed power supply of the i-th node
  • V i is the voltage of the i-th node.
  • If there is no distributed power in the i-th node is 0. is expressed as a function of the generation amount of the distributed power source of the i-th node and the failure index.
  • the power generation cost varies according to the presence or absence of a failure and the degree of the failure, which may be calculated by the failure diagnosis unit 140 of FIG. 1 .
  • Equation 2 The first constraint can be expressed by Equation 2 below.
  • the above constraint means a capacity constraint of the active power that the distributed power supply of the i-th node can produce.
  • the maximum capacity of the output active power is the minimum capacity of the output active power.
  • the values of the maximum and minimum capacity appear as a function of the failure index, and the values vary according to the presence or absence of failure and the degree of failure, and may be calculated by the failure diagnosis unit 140 of FIG. 1 . If there is no distributed power in the i-th node and is 0.
  • Equation 3 The second constraint can be expressed by Equation 3 below.
  • the above constraint means a capacity constraint of reactive power that the distributed power supply of the i-th node can produce.
  • Q i,max is the maximum capacity of the output active power
  • Q i,min is the minimum capacity of the output active power. If there is no distributed power in the i-th node, Q i,max and Q i,min are 0.
  • Equation 4 The third constraint can be expressed by Equation 4 below.
  • V i,min and V i,max mean the minimum and maximum voltage levels of the i-th node.
  • Equation 5 The fourth constraint can be expressed by Equation 5 below.
  • Y ij means admittance between i and j nodes.
  • an optimal solution is calculated to satisfy the objective function and constraint conditions as shown in Equations 1 to 5 above.
  • the optimal solution is the result of calculating the optimal current of the microgrid in consideration of the generator failure. Based on the result of calculating the optimal current, the amount of power generated by each distributed power source is controlled.

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Abstract

본 발명의 최적 조류 계산 시스템은, 마이크로그리드에 속한 발전기들에 설치된 계측 장치로부터 측정되는 계측 신호를 취득하는 데이터 취득부; 취득된 상기 계측 신호로부터 해당 발전기의 고장 정도를 진단하여 발전기 발전 비용 또는 발전기가 출력할 수 있는 최대/최소 전력 변화를 계산하는 고장 진단부; 및 상기 고장 진단부가 계산한 예측 정보를 바탕으로 고장 상태에서 운전 중인 발전기를 고려한 최적 조류를 계산하고, 계산된 상기 최적 조류 값으로 상기 마이크로그리드에 속한 발전기들의 발전량을 제어하는 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부를 포함할 수 있다.

Description

최적 조류 계산 방법 및 시스템
본 발명은 전력망에 대한 최적 조류 계산 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히, 마이크로그리드를 구성하는 일부 발전기에 고장이 발생한 상황에서 해당 마이크로그리드에 대한 최적 조류 계산 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전력시장은 크게 전력시장을 통해 전력을 판매하는 발전사업자, 전력을 구매하는 판매회사, 소비자로 구성되어 있다. 국내의 경우엔 발전 및 판매 회사들은 전력시장을 통해서만 전력거래가 가능하고 최종 소비자에게 전력을 공급하는 송배전 및 판매는 한국전력공사가 담당하고 있다. 즉, 현재의 전력거래 방법은 여러 발전소에서 생산된 전기를 한국전력거래소에서 도매로 구입하여 한국전력공사에서 일반 수용가에 매매하는 방식이다.
다양한 신재생 에너지에 의한 발전이 가능해지고 소규모 발전사업자가 등장하며, 전력거래 시스템에 정보통신 기술을 융합한 스마트그리드 형태의 마이크로그리드가 도입되면서 소비자는 복수의 전력 판매자로부터 전력을 구매하는 것이 가능해지고 소비자가 직접 전력 판매자를 선택하는 것이 가능해졌다. 즉, 소규모 발전사업자가 태양광 발전 설비나 풍력 발전 설비를 운영하는 것이 이론적으로 가능하다.
마이크로그리드는 분산 에너지 자원과 제어 가능한 부하로 구성된 저전압 전력체계를 의미한다. 마이크로그리드는 다른 소형 전력망과 연계 또는 독립적으로 작동할 수 있는 소규모 전력망이다. 마이크로그리드는 계통 연계 여부에 따라 계통연계형과 독립형으로 분류된다. 계통연계형의 경우 분산 에너지 자원과 더불어 전력계통을 통해 전력을 공급하며 비상시에 계통에서 분리되어 독자적으로 운영되는 방식이다. 독립형의 경우 섬, 산간 오지 등 고립된 지역에 다양한 분산 자원을 조합하여 독립적으로 운영되는 방식이다.
분산 에너지 자원은 전력 수요자의 인근 지역에 설치 가능한 소규모 발전설비들을 의미한다. 소형 발전기, 풍력 발전기, 태양광 발전기, 에너지 저장 장치 등이 분산 에너지 자원으로 사용된다.
마이크로 그리드는 전력 손실과 운영 비용을 최소화하는 동시에 전압 제안, 전력 제한, 공급 및 수요 에너지 간의 전력 균형과 같은 제약 조건을 만족시키는 적절한 제어를 필요로 한다. 이 문제를 최적 조류 문제라고 한다. 이러한 최적 조류 문제를 통해 마이크로 그리드를 제어하는 연구가 진행되고 있다. 일례로, 등록특허 10-1704252호(명칭: 독립형 마이크로그리드 운영 장치 및 방법)에서는 전력 계통과 분리되어 운영되는 소규모 독립형 마이크로 그리드 시스템에 대하여 에너지 저장 장치와 비상 발전기만을 제어하여 최적 운영이 이루어지도록 하는 운영 장치 및 방법을 제공한다.
그러나, 현재까지 발전기의 고장을 최적 조류 문제에 고려하여 마이크로 그리드를 운영하는 방법이 제안된 바 없다. 발전기에 고장이 발생할 경우 발전기의 발전 효율이 감소하며, 발전기에서 출력할 수 있는 최대 발전량 또한 감소하게 된다.
발전기의 고장으로 인한 발전 효율 변화를 최적 조류 문제에 포함하지 않는다면 잘못된 계획 급전으로 인해 더 비싼 비용으로 전력을 공급하여 전력 공급자와 수요자 모두에게 경제적 손실을 야기하게 된다는 문제가 있다.
또한, 고장으로 인한 발전기 출력의 최대 발전량 감소를 고려하지 않은 경제급전의 경우, 고장 발전기에 최대 발전량을 초과하는 발전량을 요구할 수 있으며, 이 경우 전력의 수요 공급 균형이 맞지 않아 전력망의 안정성을 크게 저하하여 정전 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 전력 계통에 포함된 발전기의 고장에 따른 발전량 감소를 반영할 수 있는 조류 계산 시스템 및/또는 그 방법을 제공하고자 한다.
구체적으로, 본 발명은 마이크로 그리드 시스템의 필수 요소인 분산전원(발전기)에 고장이 발생하였을 때 고장으로 인한 발전기의 전력 생산 효율 감소 및 최대/최소 전력 생산 제약 변화를 최적 조류 문제에 반영하여 안정적인 전력 공급 및 전압 제어를 수행하는 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 최적 조류 계산 시스템은, 마이크로그리드에 속한 발전기들에 설치된 계측 장치로부터 측정되는 계측 신호를 취득하는 데이터 취득부; 취득된 상기 계측 신호로부터 해당 발전기의 고장 정도를 진단하여 발전기 발전 비용 또는 발전기가 출력할 수 있는 최대/최소 전력 변화를 계산하는 고장 진단부; 및 상기 고장 진단부가 계산한 예측 정보를 바탕으로 고장 상태에서 운전 중인 발전기를 고려한 최적 조류를 계산하고, 계산된 상기 최적 조류 값으로 상기 마이크로그리드에 속한 발전기들의 발전량을 제어하는 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고장 진단부는, 특정 발전기에 대한 전압, 전류에 대한 정보를 입력받아, 상기 발전기의 고장의 심각도(예: 고정자 권선 내 단락 전류의 크기 및 자속의 약화)에 관련된 지표로서 고장 지표를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 데이터 취득부는, 상기 마이크로그리드의 분산전원으로서 각 발전기의 전압, 전류 데이터를 계측하는 계측 장치; 및 상기 계측 장치로부터 데이터를 접수받아, 발전 데이터 저장부로 저장하는 수신부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고장 진단부는, 상기 발전 데이터 저장부로부터 각 발전기의 전압, 전류 데이터를 독출하여, 이를 분석하여 고장 진단을 수행하며 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 출력하는 고장 진단기; 및 상기 출력된 고장 지표에 근거하여 고장이 발생한 발전기의 발전 비용, 유효 전력 제약 변화를 계산하여 출력하는 발전기 출력 정보 예측기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부는, 상기 마이크로그리드에 속한 부하의 부하량을 예측하는 부하량 예측부; 상기 마이크로그리드의 전력 생산 예측과 부하량 예측으로부터 각 분산전원의 발전 제어량을 산출하는 제어량 산출기; 상기 부하량 예측부의 출력값과 상기 발전기 출력 정보 예측기의 출력값을 취합하여 상기 제어량 산출기로 입력하는 입력기; 및 상기 산출된 제어량에 대한 각 분산전원의 발전 조절량 정보를 해당 분산전원으로 전송하는 분산전원 통신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 최적 조류 계산 방법은, 마이크로그리드에 속한 발전기들에 설치된 계측 장치로부터 계측 신호를 취득하는 단계; 취득된 상기 계측 신호로부터 해당 발전기의 고장 정도를 진단하고, 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 산출하는 단계; 상기 고장 지표에 근거하여 고장이 발생한 발전기의 고장 상태에서 운전시 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화를 산출하는 단계; 산출한 발전기의 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화로부터 상기 마이크로그리드의 최적 조류를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 최적 조류에 따라 상기 마이크로그리드에 속한 각 발전기의 발전량을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 고장 지표를 산출하는 단계에서는, 특정 발전기에 대한 전압, 전류에 대한 정보를 입력받아, 상기 발전기의 고장의 심각도(예: 고정자 권선 내 단락 전류의 크기 및 자속의 약화)에 관련된 지표로서 고장 지표를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 최적 조류를 산출하는 단계에서는, 주어진 제약 조건에서 상기 마이크로그리드 분산전원의 발전비용의 합이 최소가 되는 것을 목적으로 하며 수학식과 같이 나타내는 목적함수를 고려할 수 있다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000001
(
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000002
는 i번째 노드의 분산전원의 발전 비용, P Gf,i는 i번째 노드의 분산전원의 유효전력, S i는 i번째 노드의 발전기의 고장 정도를 나타내는 고장 지표한, Q G,i는 i번째 노드의 분산전원의 무효전력, V i는 i번째 노드의 전압)
여기서, 상기 목적함수는 하기 수학식에 따른 조건들을 만족해야 할 수 있다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000003
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000004
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000005
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000006
(
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000007
는 출력 유효전력의 최대 용량,
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000008
는 출력 유효전력의 최소 용량, Q i,max는 출력 유효전력의 최대 용량, Q i,min는 출력 유효전력의 최소 용량, V i,min와 V i,max은 i번째 노드의 최소, 최대 전압크기, Y ij는 i, j 노드 사이의 어드미턴스)
여기서, 상기 계측 신호를 취득하는 단계에서는, 상기 계측 장치로부터 데이터를 접수받아, 발전 데이터 저장부로 저장하고,
상기 고장 지표를 산출하는 단계에서는, 상기 발전 데이터 저장부로부터 각 발전기의 전압, 전류 데이터를 독출하여, 이를 분석하여 고장 진단을 수행하며 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 산출할 수 있다.
상술한 구성에 따른 본 발명의 조류 계산 시스템 및/또는 그 방법을 실시하면, 전력 계통에 포함된 발전기의 고장에 따른 발전량 감소를 반영할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 조류 계산 시스템 및/또는 그 방법은, 마이크로그리드내 각 분산전원의 고장으로 인한 발전기의 발전 비용, 유효 전력 제약 변화를 최적 조류 목적함수에 반영하여 최적화를 수행함으로써, 기존의 최적 조류 계산 방법에 비해 총 전력 생산 비용을 절약할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 조류 계산 시스템 및/또는 그 방법은, 고장으로 인한 분산전원의 생산 전력 저하를 고려하기 때문에 기존의 방법에 비해 더 안정적으로 마이크로 그리드를 운영할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 조류 제어 시스템을 도시한 블록도.
도 2는 도 1의 데이터 취득부의 상세 구성 및 취득된 데이터의 저장 구조를 도시한 블록도.
도 3은 도 1의 고장 진단부의 데이터 처리 구조를 도시한 블록도.
도 4는 도 1의 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부의 세부 구성을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발전기 고장을 고려한 마이크로 그리드의 최적 조류 계산 방법을 도시한 흐름도.
※ 부호의 설명
11 ~ 14 : 분산전원
120 : 데이터 취득부
121 ~ 124 : 계측 장치
128 : 수신부
140 : 고장 진단부
142 : 고장 진단기
144 : 발전기 출력 정보 예측기
160 : 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부
161 : 입력기
162 : 부하량 예측부
164 : 제어량 산출기
168 : 분산전원 통신부
200 : 발전 데이터 저장부
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로그리드 최적 조류 계산 시스템을 도시한 블록도이다. 도시한 시스템은 일종의 마이크로그리드 조류 제어 시스템으로서, 데이터 취득부(120), 고장 진단부(140), 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)로 구성되어 있다.
도시한 마이크로 그리드에 속한 분산전원(11 ~ 14)으로서 발전기 고장을 고려한 최적 조류 계산 시스템은, 발전기 등에 설치된 계측 장치(121~124)로부터 측정되는 계측 신호를 취득하는 데이터 취득부(120); 취득된 상기 계측 신호로부터 해당 발전기의 고장 정도를 진단하여 발전기 발전 비용 또는 발전기가 출력할 수 있는 최대/최소 전력 변화를 계산하는 고장 진단부(140); 상기 고장 진단부(140)가 계산한 예측 정보를 바탕으로 고장을 고려한 최적 조류를 계산하고, 계산된 상기 최적 조류 값으로 분산전원의 발전량을 제어하는 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)를 포함할 수 있다.
상기 데이터 취득부(120)는 분산전원의 계측 장치(121~124)로부터 고장 진단에 필요한 발전기의 전압, 전류 데이터를 취득하여 발전 데이터 저장부(200)에 저장하는 역할을 수행한다. 취득한 데이터는 고장 진단부에서 사용되어 발전기의 고장을 진단하여 고장 정도를 나타내는 고장 지표를 출력하며 고장을 반영한 발전기의 출력 정보를 예측하는 용도로 사용될 수 있다.
상기 고장 진단부(140)는, 특정 발전기에 대한 전압 전류, 발전기 속도를 입력으로 받아 상기 발전기의 고장 정도를 나타내는 고장지표를 산출할 수 있다.
상기 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)에서는 상기 고장 진단부(140)에서 계산된 고장 정도 정보를 바탕으로 발전기의 효율 변화, 최대/최소 전력 생산 제약 변화를 반영하여 해당 마이크로그리드의 최적 조류를 계산하는 역할 및 계산된 최적 조류를 바탕으로 분산전원의 발전량을 제어하는 역할을 수행한다.
도 2는 도 1의 데이터 취득부(120)의 상세 구성 및 취득된 데이터의 저장 구조를 도시한다.
도시한 데이터 취득부(120)는 발전기 등에 설치된 계측 장치(121~124) 및 수신(통신)부(128)를 구비하며, 발전 데이터 저장부(200)로의 데이터 취득 및 저장 구조를 형성한다.
상기 계측 장치(121~124)는 각 분산전원에 설치되어 있으며 발전기의 전압, 전류 데이터를 계측한다. 상기 계측 장치(121~124)는 발전기측에 설치되어 실제로는 상기 수신부(128)와 이격되어 있지만, 그 기능상 하나의 데이터 취득부(120)를 형성하는 것으로 설명한다.
상기 각 계측 장치(121~124)에서 계측한 데이터는 상기 수신부(128)를 통해 접수되어, 상기 발전 데이터 저장부(200)로 취합 저장된다.
상기 발전 데이터 저장부(200)는 각 분산전원에서 계측한 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 구현에 따라 상기 최적 조류 계산 시스템에 구비되는 데이터 저장 매체이거나, 또는 외부에 별도로 구비된 DB 서버일 수 있다.
상기 발전기 데이터 저장부(200)에 저장된 데이터는 상기 고장 진단부(140)에서 고장 진단 및 발전기 출력 정보 예측에 사용된다.
도 3은 도 1의 고장 진단부(140)의 데이터 처리 구조를 도시한다.
도시한 고장 진단부(140)는, 대상 발전기에 대한 고장 지표를 출력하는 고장 진단기(142); 및 고장으로 인한 발전기의 출력 변화를 예측하는 발전기 출력 정보 예측기(144)를 포함할 수 있다.
상기 고장 진단기(142)는 상기 발전 데이터 저장부(200)로부터 분산전원의 전압, 전류 데이터를 독출하여, 이를 분석하여 고장 진단을 수행하며 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 출력하는 역할을 수행한다. 발전기 출력 정보 예측기에서는 고장 진단기(142)에서 출력한 고장 지표에 근거하여 고장이 발생한 발전기의 발전 비용, 유효 전력 제약 변화를 계산하여 출력하는 역할을 한다.
도 4는 도 1의 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)의 세부 구성을 도시한다.
도시한 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)는, 마이크로그리드에 속한 부하의 부하량을 예측하는 부하량 예측부(162); 마이크로그리드의 전력 생산 예측과 부하량 예측으로부터 각 분산전원의 발전 제어량을 산출하는 제어량 산출기(164); 상기 부하량 예측부(162)의 출력값과 상기 발전기 출력 정보 예측기(144)의 출력값을 취합하여 상기 제어량 산출기(164)로 입력하는 입력기(161); 및 상기 산출된 제어량에 대한 각 분산전원의 발전 조절량 정보를 해당 분산전원으로 전송하는 분산전원 통신부(168)를 포함한다.
도시하지는 않았지만, 구현에 따라, 상기 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)는, 상기 고장 진단부(140)가 계산한 예측 정보를 바탕으로 고장을 고려한 최적 조류를 계산하는 최적 조류 계산부; 및 계산된 상기 최적 조류 값으로 분산전원의 발전량을 제어하는 분산전원 제어부로 분리되어 구성될 수도 있다.
상기 제어량 산출기(164)에서는 발전기 출력 정보 예측기(144)로부터 출력된 고장이 발생한 발전기의 발전 비용, 유효 전력 제약 변화를 최적 조류 목적함수에 반영하여 부하량 예측부로부터 예측된 부하량에 맞게 최적 조류 계산을 수행하는 역할을 한다. 상기 제어량 산출기(164)에서 계산된 최적 조류 값은 상기 분산전원 통신부(168)를 통해 각 분산전원의 제어 명령 값으로 입력되게 된다. 각 분산전원은 제어 명령 값에 맞게 발전량을 조절한다.
구현에 따라, 상기 분산전원 통신부(168)는 도 2의 수신(통신)부(128)와 동일한 하드웨어일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발전기 고장을 고려한 마이크로 그리드의 최적 조류 계산 방법을 도시한 흐름도이다.
도시한 마이크로 그리드의 최적 조류 계산 방법은, 발전기 등에 설치된 계측 장치로부터 계측 신호를 취득하는 단계(S120); 취득된 상기 계측 신호로부터 해당 발전기의 고장 정도를 진단하고, 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 산출하는 단계(S130); 상기 고장 지표에 근거하여 고장이 발생한 발전기의 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화를 산출하는 단계(S140); 산출한 발전기의 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화로부터 상기 마이크로그리드의 최적 조류를 산출하는 단계(S150); 및 상기 산출된 최적 조류에 따라 각 발전기의 발전량을 조절하는 단계(S160)를 포함할 수 있다.
상기 계측 신호를 취득하는 단계(S120)는, 도 1의 데이터 취득부(120)에 의해, 분산전원에 설치된 계측 장치로부터 고장 진단에 필요한 데이터를 취득 및 통신하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 고장 지표를 산출하는 단계(S130)는, 도 1의 고장 진단부(140)에 의해, 상기 저장한 발전기 데이터를 이용하여 고장 진단을 수행하고 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 출력하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 제약 변화를 산출하는 단계(S140)는, 도 1의 고장 진단부(140)에 의해, 산출된 고장 지표에 근거하여 고장이 발생한 발전기의 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화를 산출하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 최적 조류를 산출하는 단계(S150)는, 도 1의 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)에 의해, 상기 고장 진단부(140)에서 산출한 발전기의 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화를 최적 조류 계산을 위한 목적함수에 반영하여 최적 조류를 산출하는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 발전량을 조절하는 단계(S160)는, 도 1의 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부(160)에 의해, 상기 산출된 최적 조류 값을 분산전원 통신부(168)를 통해 각 분산전원의 제어 명령 값으로 입력하여 발전량을 제어하는 방식으로 수행될 수 있다.
먼저, 상기 고장 지표를 산출하는 단계(S130)에서 수행되는 구체적인 고장 지표에 대하여 설명하겠다.
본 발명에서 제시하는 고장지표란 원동기식 발전기에 있어 고장에 의해 발전량에 영향을 미치는 고장의 심각도에 관련된 지표로서, 고정자 권선 내 단락 고장의 경우 단락전류(i_f)의 크기에 대한 지표로, 영구자석 동기 전동기의 감자고장의 경우 감자된 자석으로부터의 쇄교자속(ψ)에 대한 지표로 표현될 수 있다. 전자의 경우의 고장은 고정자 권선 중 일부 단락을 의미할 수 있다. 발전기의 고장 상태의 운전을 가능하게 하는 고장 상황은 고정자에 관련된 자속의 약화에 관련된 것이 대부분일 것으로 예상되는 바, 이러한 관점에서 상기 고장의 심각도에 관련된 지표는, 자속(특히, 고정자 자속)의 약화에 관련된 지표로 볼 수도 있다.
상기 고장지표를 구하기 위해 도 1의 고장 진단부(140)는 입력으로 인가된 전압, 전류, 발전기 회전 속도 그리고 발전기의 수학적 모델 기반의 고장지표를 추정하는 매개변수 추정방법을 활용하여 고장지표를 추정하고, 해당 추정 값을 상기 고장 진단부(140)에서 출력할 수 있다.
다음, 상기 최적 조류를 산출하는 단계(S150)에서 이용되는 발전기 고장을 고려한 마이크로 그리드의 최적 조류 계산을 위한 목적함수를 설명하겠다. 목적함수는 주어진 제약 조건에서 분산전원의 발전비용의 합이 최소가 되는 것을 목적으로 하며 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000009
상기 수학식에서,
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000010
는 i번째 노드의 분산전원의 발전 비용을 의미하며, P Gf,i는 i번째 노드의 분산전원의 유효전력, S i는 i번째 노드의 발전기의 고장 정도를 나타내는 고장 지표이다. 또한,Q G,i는 i번째 노드의 분산전원의 무효전력, V i는 i번째 노드의 전압을 의미한다.
만약 i번째 노드에 분산전원이 없을 경우
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000011
는 0이다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000012
는 i번째 노드의 분산전원의 발전량과 고장 지표의 함수로 나타난다. 고장의 유무, 고장의 정도에 따라 발전 비용이 변동하며 이는 도 1의 고장 진단부(140)에서 계산될 수 있다.
다음, 상기의 목적함수가 만족해야 하는 제약 조건들을 설명하기로 한다.
제1 제약 조건은 하기 수학식 2로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000013
상기 제약 조건은 i번째 노드의 분산전원이 생산할 수 있는 유효전력의 용량 제약을 의미한다. 상기 수학식에서,
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000014
는 출력 유효전력의 최대 용량,
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000015
는 출력 유효전력의 최소 용량이다.
여기서, 최대, 최소 용량의 값은 고장 지표의 함수로 나타나며 고장의 유무, 고장의 정도에 따라 그 값이 변동하며 도 1의 고장 진단부(140)에서 계산될 수 있다. 만약 i번째 노드에 분산전원이 없을 경우
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000016
과
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000017
는 0이다.
제2 제약 조건은 하기 수학식 3으로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000018
상기 제약 조건은 i번째 노드의 분산전원이 생산할 수 있는 무효전력의 용량 제약을 의미한다. Q i,max는 출력 유효전력의 최대 용량, Q i,min는 출력 유효전력의 최소 용량이다. 만약 i번째 노드에 분산전원이 없을 경우 Q i,max과 Q i,min는 0이다.
제3 제약 조건은 하기 수학식 4로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000019
상기 제약 조건은 모선전압크기의 상하한치를 의미한다. 즉, V i,min와 V i,max은 i번째 노드의 최소, 최대 전압크기를 의미한다.
제4 제약 조건은 하기 수학식 5로 표현할 수 있다.
Figure PCTKR2020017504-appb-img-000020
상기 제약 조건은 전력 균형 방정식을 의미한다. Y ij는 i, j 노드 사이의 어드미턴스를 의미한다.
상기 최적 조류를 산출하는 단계(S150)에서는, 상기 수학식 1 내지 수학식 5와 같은 상기의 목적함수와 제약조건을 만족하도록 최적의 해를 계산한다. 상기 최적 해가 발전기 고장을 고려한 마이크로 그리드의 최적 조류 계산 결과물이다. 최적 조류 계산 결과물을 바탕으로 각 분산전원의 발전량을 제어하게 된다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 마이크로그리드에 속한 발전기들에 설치된 계측 장치로부터 측정되는 계측 신호를 취득하는 데이터 취득부;
    취득된 상기 계측 신호로부터 해당 발전기의 고장 정도를 진단하여 발전기 발전 비용 또는 발전기가 출력할 수 있는 최대/최소 전력 변화를 계산하는 고장 진단부; 및
    상기 고장 진단부가 계산한 예측 정보를 바탕으로 고장 상태에서 운전 중인 발전기를 고려한 최적 조류를 계산하고, 계산된 상기 최적 조류 값으로 상기 마이크로그리드에 속한 발전기들의 발전량을 제어하는 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부
    를 포함하는 최적 조류 계산 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고장 진단부는,
    특정 발전기에 대한 전압, 전류에 대한 정보를 입력받아, 상기 발전기의 고장의 심각도에 관련된 지표로서 고장 지표를 산출하는 최적 조류 계산 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 취득부는,
    상기 마이크로그리드의 분산전원으로서 각 발전기의 전압, 전류 데이터를 계측하는 계측 장치; 및
    상기 계측 장치로부터 데이터를 접수받아, 발전 데이터 저장부로 저장하는 수신부
    를 포함하는 최적 조류 계산 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고장 진단부는,
    상기 발전 데이터 저장부로부터 각 발전기의 전압, 전류 데이터를 독출하여, 이를 분석하여 고장 진단을 수행하며 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 출력하는 고장 진단기; 및
    상기 출력된 고장 지표에 근거하여 고장이 발생한 발전기의 발전 비용, 유효 전력 제약 변화를 계산하여 출력하는 발전기 출력 정보 예측기
    를 포함하는 최적 조류 계산 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 최적 조류 계산 및 분산전원 제어부는,
    상기 마이크로그리드에 속한 부하의 부하량을 예측하는 부하량 예측부;
    상기 마이크로그리드의 전력 생산 예측과 부하량 예측으로부터 각 분산전원의 발전 제어량을 산출하는 제어량 산출기;
    상기 부하량 예측부의 출력값과 상기 발전기 출력 정보 예측기의 출력값을 취합하여 상기 제어량 산출기로 입력하는 입력기; 및
    상기 산출된 제어량에 대한 각 분산전원의 발전 조절량 정보를 해당 분산전원으로 전송하는 분산전원 통신부
    를 포함하는 최적 조류 계산 시스템.
  6. 마이크로그리드에 속한 발전기들에 설치된 계측 장치로부터 계측 신호를 취득하는 단계;
    취득된 상기 계측 신호로부터 해당 발전기의 고장 정도를 진단하고, 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 산출하는 단계;
    상기 고장 지표에 근거하여 고장이 발생한 발전기의 고장 상태에서 운전시 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화를 산출하는 단계;
    산출한 발전기의 발전 비용 및 유효 전력 제약 변화로부터 상기 마이크로그리드의 최적 조류를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 최적 조류에 따라 상기 마이크로그리드에 속한 각 발전기의 발전량을 조절하는 단계
    를 포함하는 최적 조류 계산 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고장 지표를 산출하는 단계에서는,
    특정 발전기에 대한 전압, 전류에 대한 정보를 입력받아, 상기 발전기의 고장의 심각도에 관련된 지표로서 고장 지표를 산출하는 최적 조류 계산 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 최적 조류를 산출하는 단계에서는,
    주어진 제약 조건에서 상기 마이크로그리드 분산전원의 발전비용의 합이 최소가 되는 것을 목적으로 하며 수학식과 같이 나타내는 목적함수를 고려하는 최적 조류 계산 방법.
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000021
    (
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000022
    는 i번째 노드의 분산전원의 발전 비용, P Gf,i는 i번째 노드의 분산전원의 유효전력, S i는 i번째 노드의 발전기의 고장 정도를 나타내는 고장 지표한, Q G,i는 i번째 노드의 분산전원의 무효전력, V i는 i번째 노드의 전압)
  9. 제8항에 있어서,
    상기 목적함수는 하기 수학식에 따른 조건들을 만족해야 하는 최적 조류 계산 방법.
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000023
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000024
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000025
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000026
    (
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000027
    는 출력 유효전력의 최대 용량,
    Figure PCTKR2020017504-appb-img-000028
    는 출력 유효전력의 최소 용량, Q i,max는 출력 유효전력의 최대 용량, Q i,min는 출력 유효전력의 최소 용량, V i,min와 V i,max은 i번째 노드의 최소, 최대 전압크기, Y ij는 i, j 노드 사이의 어드미턴스)
  10. 제6항에 있어서,
    상기 계측 신호를 취득하는 단계에서는 상기 계측 장치로부터 데이터를 접수받아, 발전 데이터 저장부로 저장하고,
    상기 고장 지표를 산출하는 단계에서는 상기 발전 데이터 저장부로부터 각 발전기의 전압, 전류 데이터를 독출하여, 이를 분석하여 고장 진단을 수행하며 고장의 정도를 나타내는 고장 지표를 산출하는 최적 조류 계산 방법.
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