KR100933197B1 - System and method for monitoring transient stability using localized pager information - Google Patents

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KR100933197B1 KR1020070132131A KR20070132131A KR100933197B1 KR 100933197 B1 KR100933197 B1 KR 100933197B1 KR 1020070132131 A KR1020070132131 A KR 1020070132131A KR 20070132131 A KR20070132131 A KR 20070132131A KR 100933197 B1 KR100933197 B1 KR 100933197B1
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Abstract

지역측정 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 과도 안정도 감시 시스템은 발전소 또는 발전기 연계 지점에 연결되어, 발전기에 상응하는 페이저 정보를 측정하는 정보 수집부, 측정된 페이저 정보에 따라 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하고 이를 기반으로 발전기의 과도 안정도를 판별하는 지능형 판별모듈 및 판별 결과에 따라 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 과도 안정도 감시 방법은 발전소 또는 발전기 연계 지점에 연결되어, 발전기에 상응하는 페이저 정보를 측정하는 단계, 측정된 페이저 정보에 따라 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하고 이를 기반으로 발전기의 과도 안정도를 판별하는 단계 및 판별 결과에 따라 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 포함한다. 이를 통해, 본 발명은 발전기의 동기 유지 여부를 실시간으로 판별 및 제어할 수 있고, 과도 안정도 판별에 대한 신뢰성을 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 과도 안정도를 확보할 수 있는 효과가 있다.A system and method for monitoring transient stability using localized pager information are disclosed. The transient stability monitoring system according to the present invention is connected to a power plant or a generator connection point, an information collection unit for measuring pager information corresponding to the generator, and according to the measured pager information, the speed of the phase angle of the generator, input power and output power And a control unit for generating a control signal for adjusting the input power of the generator according to the intelligent determination module for generating and determining the transient stability of the generator based on the determination result. In addition, the transient stability monitoring method according to the present invention is connected to a power plant or a generator connection point, measuring the phase information corresponding to the generator, the speed of the phase angle of the generator, input power and output power according to the measured pager information Generating and determining the transient stability of the generator based on this, and outputting a control signal for adjusting the input power of the generator in accordance with the determination result. Through this, the present invention can determine and control the synchronization of the generator in real time, and can improve the reliability of the transient stability determination, as well as to ensure the transient stability.

Description

지역측정 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법{system for monitering transient stability based on Local Measurement phasor information and method thereof}System for monitering transient stability based on Local Measurement phasor information and method

본 발명은 과도 안정도에 관한 것으로서, 특히, 발전소 또는 발전기 연계 지점에 설치된 PMU(Phasor Measurements Unit)를 통해 발전기의 페이저 정보를 측정하여 이를 기반으로 과도 안정도를 판별함으로써, 발전기의 동기 유지 여부를 실시간으로 판별 및 제어할 수 있고, 과도 안정도 판별에 대한 신뢰성을 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라 과도 안정도를 확보할 수 있는 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to transient stability, in particular, by measuring the phaser information of the generator through the PMU (Phasor Measurements Unit) installed in the power plant or generator linkage point to determine the transient stability based on this, to determine whether to maintain the synchronization of the generator in real time The present invention relates to a system and method for monitoring transient stability using pager information that can determine and control, improve reliability of transient stability determination, as well as secure transient stability.

최근 전력에 대한 수요 증가로 계통의 규모가 대형화 되고 그 운용이 복잡화됨에 따라 전력계통은 높은 신뢰도를 유지할 수 있도록 계획, 설계 및 운용될 것이 요구된다. 특히, 높은 신뢰도를 유지하면서 전력을 계속 공급할 수 있는가 하는 문제와 직접적인 관계가 있는 과도 안정도는 계통 계획 단계에서부터 운용단계까지 검토 되어야 할 사항인데, 송전선로 고장, 발전기 또는 대규모 부하의 탈락 등에 의한 외란이 일어났을 때 과도적인 조건에서 동기 운전을 유지할 수 있는 전력계통 의 특성을 일컫는다.As the demand for electric power increases and the size of the system becomes larger and the operation becomes more complicated, the power system needs to be planned, designed and operated to maintain high reliability. In particular, transient stability, which is directly related to the question of whether it is possible to continue to supply power while maintaining high reliability, is a matter to be considered from the system planning stage to the operation stage. It refers to the characteristics of a power system that can maintain synchronous operation in transient conditions when it occurs.

이러한 외란을 극복할 능력이 있는지를 판별하는 과도 안정도를 감시하는 방법으로 1) 등면적법(equal area method), 2) 시간 모의법(time simulation method) 및 3) 에너지 함수법(energy function method) 등이 있는데, 이 방법들은 오프라인 상태에서 계통의 설계 혹은 변경시에 안정한계를 고려하기 위하여 사용된다. 즉, 과도 안정도 감시는 사전에 위험이 될만한 사례를 선정하여 이를 시모의 혹은 여러 축약기법을 통하여 발전기들의 동기 유지 여부를 판단하는 접근법을 이용하고 있다.As a method of monitoring the transient stability to determine the ability to overcome such disturbances, 1) the equal area method, 2) the time simulation method, and 3) the energy function method. These methods are used to take into account stability limits when designing or modifying a system offline. In other words, transient stability monitoring uses an approach to determine whether the generators are kept in sync by selecting a case that may be dangerous in advance and using this simulation or various abbreviation techniques.

그러나 이러한 기존의 접근법은 발전하는 IT 기술을 통하여 전력계통에서 측정되는 빠른 정보를 이용하지 못하고 제한적이며 미리 정의된 사례만을 감시함으로써, 예상하지 못한 사고 및 미리 가정한 전력계통 상태 이외의 과도 안정도 상태를 감시할 수는 없다. 더구나, 비 실시간 및 가정된 상황에 근거한 과도 안정도 판별이 예측되는 전력계통의 상태에서는 유용하나 전력산업에 시장 도입으로 예상되는 빠르게 변화하는 전력계통에서의 과도 안정도 문제를 다루기에는 부족하다.However, this traditional approach does not use fast information measured in the power system through evolving IT technology and monitors only limited and predefined cases, thereby preventing transient accident states other than unexpected accidents and pre- assumed power system conditions. You can't monitor it. Moreover, it is useful in the state of power systems where transient stability determination is predicted based on non-real time and assumed situations, but is insufficient to address the issue of transient stability in the rapidly changing power systems expected to enter the power industry.

따라서 이처럼 계통상황의 불확실성의 증가가 예상되는 시점에서 계통 변화에 능동적으로 대응하여 과도 안정도를 실시간으로 판별할 수 있는 기능은 계통의 안정성 및 효율적 운영 측면에서 반드시 필요하다고 할 수 있다. 또한, 과도 안정도는 아주 짧은 시간에 결정되므로 고장 발생 이후 조치는 불가하기 때문에 판별의 정밀도를 좌우하는 요인이라 할 수 있는 데이터의 검증 및 신뢰성 확보를 위한 노력도 요구되고 있다.Therefore, the ability to actively determine the transient stability in real time by actively responding to changes in the system at the time when the uncertainty of the system situation is expected to be increased is essential in terms of system stability and efficient operation. In addition, since transient stability is determined in a very short time, it is impossible to take action after a failure occurs, and thus, efforts to verify data and secure reliability, which are factors that determine the accuracy of discrimination, are required.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 발전소 또는 발전기 연계 지점에서 발전기의 페이저 정보를 측정하여 이를 기반으로 발전기의 과도 안정도를 판별하기 위한 위상각 가속도를 산출함으로써, 발전기의 동기 유지 여부를 실시간으로 판별 및 제어할 수 있도록 하는 지역 측정 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention was devised to solve the above problems, by measuring the phaser information of the generator at the power plant or generator connection point and calculating the phase angle acceleration for determining the transient stability of the generator based on the generator, The present invention provides a system and method for monitoring transient stability by using localized measurement pager information to determine and control synchronization in real time.

본 발명의 다른 목적은 이전에 측정된 발전기의 동기 유지 여부를 나타내는 정보를 과도 안정도를 판별하기 위한 기준으로 활용함으로써, 과도 안정도 판별에 대한 신뢰성을 향상 시킬 수 있도록 하는 지역 측정 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to utilize the previously measured information indicating whether the generator maintains synchronization as a criterion for determining the transient stability, by using the local measurement pager information to improve the reliability of the transient stability determination The present invention provides a system and method for monitoring stability.

본 발명의 또 다른 목적은 이러한 판별 결과에 근거하여 과도 불안정 예상 시 또는 과도 불안정 시에 발전기의 출력을 제어함으로써, 과도 안정도를 확보할 수 있도록 하는 지역 측정 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to monitor the transient stability by using the localized measurement pager information to ensure the transient stability by controlling the output of the generator in the event of transient instability or transient instability based on the determination result It is to provide a system and a method thereof.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 과도 안정도 감시 시스템은 발전소 또는 발전기 연계 지점에 연결되어, 상기 발전기에 상응하는 페이저 정보를 측정하는 정보 수집부, 측정된 상기 페이저 정보에 따라 상기 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하고 이를 기반으로 상기 발전기의 과도 안정도를 판별하는 지능형 판별모듈 및 상기 판별 결과에 따라 상기 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the transient stability monitoring system according to an aspect of the present invention is connected to a power plant or a generator connection point, an information collection unit for measuring pager information corresponding to the generator, according to the measured pager information A control unit for generating a speed, input power and output power of the phase angle of the generator and based on the intelligent discrimination module for determining the transient stability of the generator and outputting a control signal for adjusting the input power of the generator according to the determination result Characterized in that it comprises a.

상기 정보 수집부는 상기 페이저 정보로서, 전력계통에서 필요한 유효 전력, 무효 전력 전압 및 전류를 그 크기 또는 위상각 형태로 GPS(Global Positioning System) 시간에 동기되어 측정하는 PMU(Phasor Measurement Unit)를 의미할 수 있다.The information collection unit may refer to a PMU (Phasor Measurement Unit) for measuring the active power, reactive power voltage and current required in the power system in synchronization with a GPS (Global Positioning System) time in the form of a magnitude or phase angle. Can be.

상기 판별 모듈은 측정된 상기 페이저 정보에 따라 상기 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하여 이를 기반으로 상기 발전기의 위상각 가속도를 산출하고, 산출된 상기 발전기의 위상각 가속도와 기 설정된 임계치를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 발전기의 과도 안정도를 판별할 수 있다.The determination module generates a phase angle acceleration, an input power and an output power of the phase angle of the generator according to the measured pager information, and calculates the phase angle acceleration of the generator based on the calculated phase angle acceleration and the generator. The transient stability of the generator may be determined according to the comparison result of the set threshold.

상기 위상각 가속도

Figure 112007090467973-pat00001
는 수학식
Figure 112007090467973-pat00002
에 의해 산출되고, 여기서, 상기 Pm은 상기 입력 파워, 상기 Pe는 상기 출력 파워, 상기 D는 감쇠 요인 및 상기
Figure 112007090467973-pat00003
는 상기 위상각 속도를 의미할 수 있고, 상기 감쇠 요인은 상기 발전기 자체의 댐핑(damping)을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계치는 이전의 과도 안정도 판별 결과를 반영하여 설정될 수 있다.Phase angle acceleration
Figure 112007090467973-pat00001
Is an equation
Figure 112007090467973-pat00002
Where P m is the input power, P e is the output power, D is attenuation factor and the
Figure 112007090467973-pat00003
May mean the phase angle velocity, and the attenuation factor may mean damping of the generator itself. In addition, the threshold value may be set to reflect the previous transient stability determination result.

본 발명에 따른 과도 안정도 감시 시스템은 측정된 상기 페이저 정보와 이에 상응하는 상기 발전기의 과도 안정도 판별 결과를 매칭 되도록 저장하는 메모리를 더 포함할 수 있다.The transient stability monitoring system according to the present invention may further include a memory for storing the measured pager information and corresponding transient stability determination results of the generator corresponding thereto.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 한 관점에 따른 과도 안정도 감시 방법은 발전소 또는 발전기 연계 지점에 연결되어, 상기 발전기에 상응하는 페이저 정보를 측정하는 단계, 측정된 상기 페이저 정보에 따라 상기 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하고 이를 기반으로 상기 발전기의 과도 안정도를 판별하는 단계 및 상기 판별 결과에 따라 상기 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the transient stability monitoring method according to another aspect of the present invention is connected to a power plant or a generator linking point, measuring pager information corresponding to the generator, the generator according to the measured pager information Generating a speed, an input power, and an output power of a phase angle of and determining transient stability of the generator based on the phase angle, and outputting a control signal for adjusting the input power of the generator according to the determination result. It is characterized by.

상기 측정하는 단계는 PMU(Phasor Measurement Unit)에 의해 측정되는 정보로서, 전력계통에서 필요한 유효 전력, 무효 전력 전압 및 전류를 그 크기 또는 위상각 형태로 GPS(Global Positioning System) 시간에 동기되어 측정하는 단계를 포함할 수 있다.The measuring step is information measured by a Phasor Measurement Unit (PMU), which measures the active power, reactive power voltage, and current required by the power system in synchronization with a Global Positioning System (GPS) time in the form of a magnitude or phase angle. It may include a step.

상기 판별하는 단계는 측정된 상기 페이저 정보에 따라 상기 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하여 이를 기반으로 상기 발전기의 위상각 가속도를 산출하는 단계 및 산출된 상기 발전기의 위상각 가속도와 기 설정된 임계치를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 발전기의 과도 안정도를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.The determining may include generating the speed, input power, and output power of the phase angle of the generator according to the measured pager information, and calculating the phase angle acceleration of the generator based on the calculated phase angle acceleration of the generator, and calculating the phase angle acceleration of the generator. And comparing the predetermined threshold value with the result of the comparison to determine the transient stability of the generator.

상기 위상각 가속도

Figure 112007090467973-pat00004
는 수학식
Figure 112007090467973-pat00005
에 의해 산출되고, 여기서, 상기 Pm은 상기 입력 파워, 상기 Pe는 상기 출력 파워, 상기 D는 감쇠 요인 및 상기
Figure 112007090467973-pat00006
는 상기 위상각 속도를 의미할 수 있고, 상기 감쇠 요인은 상기 발전기 자체의 댐핑(damping)을 의미할 수 있다. 또한, 상기 임계치는 이전의 과도 안정도 판별 결과를 반영하여 설정될 수 있다.Phase angle acceleration
Figure 112007090467973-pat00004
Is an equation
Figure 112007090467973-pat00005
Where P m is the input power, P e is the output power, D is attenuation factor and the
Figure 112007090467973-pat00006
May mean the phase angle velocity, and the attenuation factor may mean damping of the generator itself. In addition, the threshold value may be set to reflect the previous transient stability determination result.

본 발명에 따른 과도 안정도 감시 방법은 측정된 상기 페이저 정보와 이에 상응하는 상기 발전기의 과도 안정도 판별 결과를 매칭 되도록 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.The transient stability monitoring method according to the present invention may further include storing the measured pager information and a corresponding result of the transient stability determination of the generator corresponding thereto.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will be apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이를 통해, 본 발명은 발전소 또는 발전기 연계 지점에서 발전기의 페이저 정보를 측정하여 이를 기반으로 발전기의 과도 안정도를 판별하기 위한 위상각 가속도를 산출함으로써, 발전기의 동기 유지 여부를 실시간으로 판별 및 제어할 수 있는 효과가 있다.By doing so, the present invention measures phaser information of a generator at a power plant or a generator connection point, and calculates phase angle acceleration for determining transient stability of the generator based on the generator, thereby determining and controlling the synchronization of the generator in real time. It has an effect.

본 발명은 이전에 측정된 발전기의 동기 유지 여부를 나타내는 정보를 과도 안정도를 판별하기 위한 기준으로 활용함으로써, 과도 안정도 판별에 대한 신뢰성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of improving the reliability of the transient stability by using the information indicating whether to maintain the synchronization of the previously measured generator as a reference for determining the transient stability.

또한, 본 발명은 이러한 판별 결과에 근거하여 과도 불안정 예상 시 또는 과도 불안정 시에 발전기의 출력을 제어함으로써, 과도 안정도를 확보할 수 있는 효 과가 있다.In addition, the present invention has the effect of ensuring the transient stability by controlling the output of the generator when the transient instability is expected or transient instability based on the determination result.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 따른 지역 측정 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a system and a method for monitoring transient stability using local measurement pager information according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.

본 발명은 과도 안정도를 실시간으로 감시하기 위한 방안을 제안한다. 즉, 본 발명은 발전소 또는 발전기 연계 지점에 설치된 PMU(Phasor Measurements Unit)를 통해 발전기의 페이저 정보를 측정하고 이를 발전기의 위상각을 표현하는 동적 방정식에 적용하여 그 결과를 가지고 과도 안정도를 판별 및 제어할 수 있다. 이때, 이전 발전기의 동기 유지 여부를 나타내는 정보가 과도 안정도를 판별하기 위한 기준으로 활용될 수 있다.The present invention proposes a method for monitoring transient stability in real time. That is, the present invention measures phaser information of a generator through a PMU (Phasor Measurements Unit) installed at a power plant or a generator connection point, and applies the result to a dynamic equation representing the phase angle of the generator, thereby determining and controlling transient stability. can do. In this case, information indicating whether the previous generator is kept synchronized may be used as a criterion for determining the transient stability.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 과도 안정도 감시 시스템을 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a transient stability monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 과도 안정도 감시 시스템은 발전소 또는 발전기(110), 과도 안정도 판별기(120), 송전망(130) 및 부하(140) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a transient stability monitoring system according to an embodiment of the present invention may include a power plant or a generator 110, a transient stability discriminator 120, a power transmission network 130, and a load 140. have.

과도 안정도 판별기(120)는 발전소 또는 발전기(110) 연계 지점에 연결되도록 설치되고, 연결된 발전기(110)에 대한 페이저 정보 또는 지역 측정 정보를 측정하며 이를 기반으로 발전기의 과도 안정도를 판별할 수 있다. 여기서 지역 측정 정보라고도 일컫는 것은 과도 안정도를 판별하기 위하여 일반적으로 전력계통을 구성하는 모든 발전기의 정보가 필요하지만 본 발명에서는 발전기 자체의 페이저 정보만을 가지고 발전기의 과도 안정도를 판별하기 때문에 이를 강조하기 위함이다.The transient stability discriminator 120 is installed to be connected to the power plant or the generator 110 linkage point, and measures pager information or area measurement information on the connected generator 110, and based on this, the transient stability of the generator may be determined. . Here, also referred to as local measurement information is to emphasize the information because all the generators constituting the power system in order to determine the transient stability in general in the present invention because it determines the transient stability of the generator using only the pager information of the generator itself. .

또한, 과도 안정도 판별기(120)는 측정된 페이저 정보를 기반으로 과도 안정도를 판별하면, 그 판결 결과 즉, 과도 불안정 예상 시 또는 과도 불안정 시에 해당 발전기의 입력 파워를 조절하도록 함으로써, 해당 발전기가 동기를 유지할 수 있도록 할 수 있다.In addition, when the transient stability discriminator 120 determines the transient stability based on the measured pager information, the generator may adjust the input power of the corresponding generator when the judgment result, that is, when the transient instability is expected or transient instability, It can help you stay motivated.

도 2는 도 1에 도시된 과도 안정도 판별기(120)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.2 is an exemplary view showing a detailed configuration of the transient stability discriminator 120 shown in FIG.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 과도 안정도 판별기(120)는 정보 수집부(210), 지능형 판별모듈(220), 제어부(230) 및 메모리(240) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the transient stability discriminator 120 according to an embodiment of the present invention includes an information collecting unit 210, an intelligent determining module 220, a controller 230, a memory 240, and the like. can do.

정보 수집부(210)는 발전기에 대한 페이저 정보를 측정하는 장치로서, 예컨대, 페이저 정보를 그 크기 및 위상각 형태로 GPS(Global Positioning System) 시간에 동기를 맞추어서 측정하는 PMU(Phasor Measurement Unit)을 의미할 수 있는데, 이는 최대 1분에 60회 이상 샘플링이 가능하여 동적 특성을 측정하기에 적합하다. 여기서, 페이저 정보는 발전기의 유효 전력, 무효 전력, 전압 및 전류 등을 의미할 수 있다.The information collecting unit 210 is a device for measuring pager information of a generator, for example, a PMU (Phasor Measurement Unit) for measuring pager information in synchronization with a Global Positioning System (GPS) time in the form of its size and phase angle. This can mean up to 60 samplings per minute, making it suitable for measuring dynamic characteristics. Here, the pager information may mean active power, reactive power, voltage and current of the generator.

이처럼 정부 수집부(210)로 PMU가 사용되는 이유는 종래에는 페이저 정보로 2초에 한번씩 샘플링되는 정보를 이용하였기 때문에 발전기의 과도 안정도를 판별하기에는 측정 시간이 너무 길었기 때문이다.The reason why the PMU is used as the government collecting unit 210 is that the measurement time was too long to determine the transient stability of the generator because the conventionally used information sampled every two seconds as pager information.

메모리(240)는 또한 정보 수집부(210)에서 측정된 데이터를 저장할 수 있는데, 이렇게 측정된 데이터뿐만 아니라 그 데이터를 이용하여 판별된 발전기의 과도 안정도 또는 과도 불안정 판별 결과를 매칭 되도록 저장하여 이를 차후에 이용하도록 할 수 있다.The memory 240 may also store data measured by the information collecting unit 210. The memory 240 may store not only the measured data but also the transient stability or transient instability determination result of the generator determined by using the data to be matched and then store the data. You can use it.

지능형 판별모듈(220)은 측정된 페이저 정보에 따라 발전기의 위상각 속도, 입력 파워 및 출력 파워 등을 생성하고 이를 기반으로 발전기의 과도 안정도를 판별하기 위한 발전기의 위상각 가속도를 산출할 수 있다. 지능형 판별모듈(220)은 과도 안정도의 판별을 위해, 그 기준이 되는 임계치

Figure 112007090467973-pat00007
를 메모리(240)에 저장하여 이를 관리 즉, 변경이나 조절할 수도 있다.The intelligent determination module 220 may generate a phase angle speed, an input power and an output power of the generator according to the measured pager information, and calculate the phase angle acceleration of the generator for determining the transient stability of the generator based on the generated phase angle speed. Intelligent discrimination module 220 is a threshold value that is the reference for the determination of transient stability
Figure 112007090467973-pat00007
May be stored in the memory 240 and managed, that is, changed or adjusted.

또한, 지능형 판별모듈(220)은 과도 안정도의 판별 결과를 제어부(230)에 제공할 수 있는데, 제어부(230)는 그 판별 결과에 따라 과도 불안정이 예상되면, 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다. 제어부는(230)는 또한 과도 불안정에 따른 위험 신호를 발생하여 그 제어 신호와 함께 출력할 수도 있다.In addition, the intelligent determination module 220 may provide the control unit 230 with the determination result of the transient stability, the control unit 230 controls to adjust the input power of the generator, if transient instability is expected according to the determination result Can output a signal. The controller 230 may also generate a dangerous signal due to transient instability and output the dangerous signal together with the control signal.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 과도 안정도 감시 방법을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary view showing a transient stability monitoring method according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 먼저, 정보 수집부(210)는 발전기에 대한 페이저 정보 예컨대, 발전기의 유효 전력, 무효 전력, 전압 및 전류 등을 측정하여 이를 수집할 수 있다(S310). 측정된 페이저 정보는 지능형 판별모듈(220)에 제공되고 또한 메모리(240)에 저장될 수도 있다.As shown in FIG. 3, first, the information collecting unit 210 may measure and collect pager information of a generator, for example, active power, reactive power, voltage, and current of the generator (S310). The measured pager information may be provided to the intelligent determination module 220 and may be stored in the memory 240.

지능형 판별모듈(220)은 측정된 페이저 정보를 이용하여 발전기의 과도 안정도를 판별할 수 있는데, 즉, 측정된 페이저 정보에 따라 발전기의 위상각 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하고(S320) 생성된 발전기의 위상각 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 기반으로 발전기의 위상각 가속도를 산출할 수 있다(S330).The intelligent determination module 220 may determine the transient stability of the generator using the measured pager information, that is, generate phase angle speed, input power, and output power of the generator according to the measured pager information (S320). The phase angle acceleration of the generator may be calculated based on the phase angle speed, the input power, and the output power of the generator (S330).

이를 자세히 살펴보면, 전력계통의 과도 안정도는 전력계통을 구성하는 발전기의 임의의 사고 후에 서로 간의 동기 유지 여부를 가지고 판별하는데, 물리적으로 발전기의 동기 유지 여부는 발전기의 위상각이 발산하지 않고 일정한 범위 내에서 유지되는 형태일 것이다. 이러한 발전기 위상각을 표현하는 동적 방정식을 다음의 [수학식 1]과 같다.In detail, the transient stability of the power system is determined by whether the generators constituting the power system are kept synchronized with each other after an accident, and whether the generators are kept synchronized is within a certain range without the phase angle of the generator diverging. It will remain in the form. A dynamic equation representing such a generator phase angle is shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112007090467973-pat00008
Figure 112007090467973-pat00008

여기서,

Figure 112007090467973-pat00009
는 위상각 가속도, Pm는 입력 파워 및 Pe는 출력 파워, D는 감쇠 요인 및
Figure 112007090467973-pat00010
는 위상각 속도를 각각 의미할 수 있다. 여기서, 감쇠 요인 D는 발전기 자체의 저항 또는 댐핑(damping)이 주요 요인이라고 할 수 있다.here,
Figure 112007090467973-pat00009
Is the phase angle acceleration, P m is the input power and P e is the output power, D is the attenuation factor,
Figure 112007090467973-pat00010
May mean each phase angle velocity. Here, the damping factor D may be said to be the main factor is the resistance or damping (damping) of the generator itself.

[수학식 1]을 살펴보면, 전력계통에서의 임의의 사고 발생 시에는 발전기에 서 인출되는 전기적 파워 즉, 출력 파워 Pe가 변화하게 되고, 이는 결국 발전기 위상각 속도

Figure 112007090467973-pat00011
의 변화를 초래할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 과도 불안정은 사고 시간 동안 과도한 위상각 속도
Figure 112007090467973-pat00012
의 변화로 발전기가 전력계통과 동기 유지를 못하는 것을 의미하는 것이다.Looking at [Equation 1], when any accident in the power system, the electrical power drawn from the generator, that is, the output power P e is changed, which is the generator phase angle speed
Figure 112007090467973-pat00011
It can be seen that it can cause a change. That is, transient instability is due to excessive phase angle velocity during the accident time.
Figure 112007090467973-pat00012
This means that the generator cannot keep up with the power system.

이러한 이유는 입력파워 Pm이 출력파워 Pe보다 커서 회전 속도가 가속하거나 입력파워 Pm이 출력파워 Pe보다 작아서 회전 속도가 감속함에 따라 발전기 위상각은 안정 상태에서 점점 멀어지게 되어 결국 전력계통과의 동기를 잃게 되기 때문이다.The reason is that as the input power P m is larger than the output power P e and the rotation speed is accelerated or the input power P m is smaller than the output power P e , as the rotation speed decreases, the phase angle of the generator becomes farther from the stable state. Because you lose your motivation.

지능형 판별모듈(220)은 [수학식 1]을 통해 구해진 발전기의 위상각 가속도

Figure 112007090467973-pat00013
를 기반으로 발전기의 과도 안정도를 판별할 수 있는데, 즉, 위상각 가속도
Figure 112007090467973-pat00014
와 미리 설정된 임계치 Vth를 비교하여 그 결과에 따라 과도 안정도를 판별할 수 있다(S340). 즉, 판별 모듈(220)은 위상각 가속도
Figure 112007090467973-pat00015
가 미리 설정된 임계치 Vth보다 작으면, 과도 안정도를 판별할 수 있고(S350), 위상각 가속도
Figure 112007090467973-pat00016
가 미리 설정된 임계치 Vth보다 크면, 과도 불안정을 판별할 수 있다(S370).Intelligent discrimination module 220 is the phase angle acceleration of the generator obtained through Equation 1
Figure 112007090467973-pat00013
Based on the transient stability of the generator can be determined, that is, phase angle acceleration
Figure 112007090467973-pat00014
And the predetermined threshold value V th may be compared to determine the transient stability according to the result (S340). That is, the determination module 220 is a phase angle acceleration
Figure 112007090467973-pat00015
Is smaller than the preset threshold V th , the transient stability can be determined (S350), and the phase angle acceleration
Figure 112007090467973-pat00016
If is greater than the preset threshold V th , the transient instability can be determined (S370).

이때, 임계치 Vth는 과도 안정도를 판별하기 위한 기준이 되는 값으로서, 그 값이 미리 설정되어 메모리(240)에 저장될 수 있는데, 지능형 판별모듈(220)은 이전에 측정된 과도 안정도 판별 결과를 반영하여 임계치 Vth를 설정 또는 조절할 수 도 있다. 본 발명은 이러한 실제 측정된 판별 결과에 대한 정보를 반영하도록 함으로써, 과도 안정도 판별의 정확도를 향상시키기 때문에 그 판별 결과에 대한 신뢰성을 더욱 향상 시킬 수 있다.At this time, the threshold value V th is a reference value for determining the transient stability, the value may be set in advance and stored in the memory 240, the intelligent determination module 220 is to determine the transient stability determination result measured previously The threshold V th can be set or adjusted to reflect this. The present invention improves the accuracy of the transient stability discrimination by reflecting the information on the actual measured discrimination result, thereby further improving the reliability of the discrimination result.

결국, 제어부는(230)는 그 판별 결과에 따라 과도 불안정이 예상되면, 과도 불안정에 따른 위험 신호를 발생하고 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호와 함께 출력할 수 있다(S360).As a result, when the transient instability is expected according to the determination result, the controller 230 may generate a dangerous signal according to the transient instability and output it together with a control signal for adjusting the input power of the generator (S360).

한편, 지능형 판별모듈(220)은 발전기의 입력 파워의 측정이 불가능한 경우에도, 발전기의 위상각 변화량 즉, 위상각 속도만으로도 과도 안정도를 대략적으로 판별할 수 있는데, 즉, 위상각 속도로부터 위상각 가속도를 예측하고 이를 이용하여 과도 안정도를 판별할 수도 있다.On the other hand, the intelligent determination module 220 can roughly determine the transient stability only by the phase angle change amount of the generator, that is, the phase angle speed, even when the input power of the generator cannot be measured, that is, the phase angle acceleration from the phase angle speed. Can be predicted and used to determine transient stability.

본 발명에 의한, 지역 측정 페이저 정보를 이용하여 과도 안정도를 감시하기 위한 시스템 및 그 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.The system and method for monitoring transient stability using localized measurement pager information according to the present invention can be modified and applied in various forms within the scope of the technical idea of the present invention and are not limited to the above embodiments. In addition, the embodiments and drawings are merely for the purpose of describing the contents of the invention in detail, not intended to limit the scope of the technical idea of the invention, the present invention described above is common knowledge in the technical field to which the present invention belongs As those skilled in the art can have various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention, it is not limited to the above embodiments and the accompanying drawings, of course, and not only the claims to be described below but also claims Judgment should be made including scope and equivalence.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 과도 안정도 감시 시스템을 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing a transient stability monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 과도 안정도 판별기(120)의 상세한 구성을 나타내는 예시도이다.2 is an exemplary view showing a detailed configuration of the transient stability discriminator 120 shown in FIG.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 과도 안정도 감시 방법을 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary view showing a transient stability monitoring method according to an embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

110: 발전기110: generator

120: 과도 안정도 판별기120: transient stability discriminator

130: 송전망130: transmission network

140: 부하140: load

210: 정보 수집부210: information collector

220: 지능형 판별모듈220: intelligent discrimination module

230: 제어부230: control unit

240: 메모리240: memory

Claims (14)

발전소 또는 발전기 연계 지점에 연결되어, 상기 발전기에 대한 페이저 정보를 측정하는 정보 수집부;An information collection unit connected to a power plant or a generator connection point and measuring pager information about the generator; 측정된 상기 페이저 정보에 따라 상기 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하고 이를 기반으로 상기 발전기의 위상각 가속도를 산출하고, 산출된 상기 발전기의 위상각 가속도와 기 설정된 임계치를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 발전기의 과도 안정도를 판별하는 지능형 판별모듈; 및Generates the phase angle velocity, input power and output power of the generator according to the measured pager information, calculates the phase angle acceleration of the generator based on this, and compares the calculated phase angle acceleration of the generator with a preset threshold. Intelligent discriminating module for determining the transient stability of the generator according to the comparison result; And 상기 판별 결과에 따라 상기 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호를 출력하는 제어부A controller for outputting a control signal for adjusting the input power of the generator according to the determination result 을 포함하고, 상기 임계치는 이전의 과도 안정도 판별 결과를 반영하여 설정되는 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 시스템.And the threshold value is set by reflecting a result of the previous transient stability determination. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 정보 수집부는,The information collecting unit, 상기 페이저 정보로서, 전력계통에서 필요한 유효 전력, 무효 전력, 전압 및 전류를 그 크기 또는 위상각 형태로 GPS(Global Positioning System) 시간에 동기를 맞추어서 측정하는 PMU(Phasor Measurement Unit)인 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 시스템.The pager information is a PMU (Phasor Measurement Unit) for measuring the active power, reactive power, voltage and current required in the power system in synchronization with the GPS (Global Positioning System) time in the form of a magnitude or phase angle. Transient Stability Monitoring System. 삭제delete 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 위상각 가속도
Figure 112009070835905-pat00017
는,Phase angle acceleration
Figure 112009070835905-pat00017
Is, 수학식
Figure 112009070835905-pat00018
에 의해 산출되고, 여기서, 상기 Pm은 상기 입력 파워, 상기 Pe는 상기 출력 파워, 상기 D는 감쇠 요인 및 상기
Figure 112009070835905-pat00019
는 상기 위상각 속도를 의미하는 것을 특징으로 과도 안정도 감시 시스템.Equation
Figure 112009070835905-pat00018
Where P m is the input power, P e is the output power, D is attenuation factor and the
Figure 112009070835905-pat00019
Transient stability monitoring system, characterized in that means the phase angle speed. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 감쇠 요인은,The attenuation factor is, 상기 발전기 자체의 댐핑(damping)인 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 시스템.Transient stability monitoring system, characterized in that the damping (damping) of the generator itself. 삭제delete 제1 항에 있어서,According to claim 1, 측정된 상기 페이저 정보와 이에 상응하는 상기 발전기의 과도 안정도 판별 결과를 매칭 되도록 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 시스템.And a memory for storing the measured pager information and corresponding transient stability determination results of the generator so as to match. 발전소 또는 발전기 연계 지점에 연결되어, 상기 발전기에 대한 페이저 정보를 측정하는 단계;Coupled to a power plant or generator linkage point, measuring pager information for the generator; 측정된 상기 페이저 정보에 따라 상기 발전기의 위상각의 속도, 입력 파워 및 출력 파워를 생성하고 이를 기반으로 상기 발전기의 위상각 가속도를 산출하는 단계;Generating a speed, an input power, and an output power of the phase angle of the generator according to the measured pager information, and calculating the phase angle acceleration of the generator based on the measured phaser information; 산출된 상기 발전기의 위상각 가속도와 기 설정된 임계치를 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 발전기의 과도 안정도를 판별하는 단계; 및Comparing the calculated phase angle acceleration of the generator with a preset threshold and determining transient stability of the generator according to the comparison result; And 상기 판별 결과에 따라 상기 발전기의 입력 파워를 조절하기 위한 제어 신호를 출력하는 단계Outputting a control signal for adjusting the input power of the generator according to the determination result 을 포함하고, 상기 임계치는 이전의 과도 안정도 판별 결과를 반영하여 설정되는 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 방법.And the threshold is set to reflect a previous transient stability determination result. 제8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 측정하는 단계는,The measuring step, PMU(Phasor Measurement Unit)에 의해 측정되는 정보로서, 전력계통에서 필요한 유효 전력, 무효 전력, 전압 및 전류를 그 크기 또는 위상각 형태로 GPS(Global Positioning System) 시간에 동기를 맞추어서 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 방법.Information measured by a PMU (Phasor Measurement Unit), comprising the steps of measuring the active power, reactive power, voltage, and current required in the power system in synchronization with Global Positioning System (GPS) time in the form of magnitude or phase angle. Transient stability monitoring method characterized in that. 삭제delete 제8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 위상각 가속도
Figure 112009070835905-pat00020
는,Phase angle acceleration
Figure 112009070835905-pat00020
Is, 수학식
Figure 112009070835905-pat00021
에 의해 산출되고, 여기서, 상기 Pm은 상기 입력 파워, 상기 Pe는 상기 출력 파워, 상기 D는 감쇠 요인 및 상기
Figure 112009070835905-pat00022
는 상기 위상각 속도를 의미하는 것을 특징으로 과도 안정도 감시 방법.Equation
Figure 112009070835905-pat00021
Where P m is the input power, P e is the output power, D is attenuation factor and the
Figure 112009070835905-pat00022
Transient stability monitoring method characterized in that means the phase angle speed. 제11 항에 있어서,The method of claim 11, wherein 상기 감쇠 요인은,The attenuation factor is, 상기 발전기 자체의 댐핑(damping)인 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 방법.Transient stability monitoring method characterized in that the damping (damping) of the generator itself. 삭제delete 제8 항에 있어서,The method of claim 8, 측정된 상기 페이저 정보와 이에 상응하는 상기 발전기의 과도 안정도 판별 결과를 매칭 되도록 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 과도 안정도 감시 방법.And storing the measured pager information and corresponding transient stability determination results of the generator so as to be matched with each other.
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