KR101480534B1

KR101480534B1 - HVDC Control System for Non-Steady State Power System

Info

Publication number: KR101480534B1
Application number: KR20120075795A
Authority: KR
Inventors: 윤종수; 최장흠
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2015-01-08
Also published as: KR20140008768A

Abstract

본 발명은 계통의 외란이나 변동이 지속되는 비상 상태에서 계통 선로의 과부하와 모선 전압 강하가 최소화 되어 계통의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 HVDC 조류 제어량을 계산하여 최적의 운전량을 도출할 수 있도록 함으로써, 심각한 전압 하락을 방지하여 송전 전력의 여유분을 증가시킬 수 있도록 하는 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 전력 설비의 다수 계통과 온라인으로 연결되어, 다수의 계통을 감시 및 측정하여 계통 데이터를 수집하는 계통 데이터 수집부와, 상기 계통 데이터 수집부에서 수집된 계통 데이터의 오류에 대한 상태 추정 및 전력 조류 계산을 위한 조류 계산 데이터로 전환하는 전력계통 해석부 및, 상기 전력계통 해석부로부터의 조류 계산 데이터를 대상으로 미리 설정된 상정 사고를 발생시키고, HVDC의 전력 조류제어 설정치를 변화시켜서 전력 조류를 계산함에 의해, 최소값의 설정치를 HVDC의 운전량으로 결정하는 HVDC 운전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention can calculate the HVDC algae control amount that can improve the reliability of the system by minimizing the overload of the grid line and the bus voltage drop in the emergency state in which the system disturbance or fluctuation continues, The present invention provides a HVDC system control system in an emergency state power system that can prevent a significant voltage drop and increase the margin of transmission power.
To this end, the present invention relates to a system and method for monitoring system performance, comprising: a system data collection unit connected to a plurality of systems of power facilities on-line to collect and collect systematic data by monitoring and measuring a plurality of systems; A power system analysis unit for converting the power of the power calculation unit into alga calculation data for estimation and calculation of the power algae; and a control unit for generating a presumed accident based on the algae calculation data from the power system analysis unit, And an HVDC operation control unit for determining the set value of the minimum value as the operation amount of the HVDC by calculating the algae.

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a control system for an HVDC system in an emergency state power system,

본 발명은 비상상태 전력 계통에서의 HVDC(High Voltage Direct Current) 계통 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력 계통에 외란이나 전력 변동이 지속되는 비상 상태에서 계통 선로의 과부하와 모선 전압 강하가 최소화될 수 있도록 하여 계통의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 하는 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a HVDC (High Voltage Direct Current) system control system in an emergency state power system, and more particularly, to an HVDC system control system that minimizes an overload of a system line and a drop of a bus line in an emergency state in which disturbance or power fluctuation continues in the power system And more particularly, to an HVDC system control system in an emergency state power system.

주지된 바와 같이, HVDC 시스템은 발전소에서 발전되는 교류 전력을 직류로 변환하여 송전한 후에, 수전점에서 재변환하여 전력을 공급하는 방식으로서, 주로 해저 케이블 송전이나, 대용량의 장기 송전, 비동기 연계 또는 서로 다른 주파수 계통의 연계 등과 같은 교류 계통간 연계에 적용된다. As is well known, the HVDC system is a system for converting AC power generated from a power plant to DC and transmitting it, and then re-converting the power at a power receiving point to supply electric power. The HVDC system mainly includes a submarine cable transmission, It is applied to the linkage between AC systems such as linkage of different frequency systems.

도 1은 종래의 전류형 HVDC 시스템에 대한 회로 구성을 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional current type HVDC system.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 일반적인 전류형 HVDC 시스템은 전력 변환 설비로서 정류기(Rectifier)와, 인버터(Inverter)를 포함하고 있다. As shown in FIG. 1, a conventional general current type HVDC system includes a rectifier and an inverter as a power conversion facility.

이러한 종래 전류형 HVDC 시스템에서는 정상 상태에서 정류기가 DC 정전류 제어로 운전하고, 인버터가 DC 정전압제어로 운전을 하게 되는데, 정류기와 인버터 제어기의 교점을 운전점(Operating Point)으로 하여 HVDC를 운전한다. In such a conventional current type HVDC system, the rectifier operates with the DC constant current control in the steady state, and the inverter operates with the DC constant voltage control. The intersection of the rectifier and the inverter controller is operated as the operating point to operate the HVDC.

이러한 HVDC 시스템의 운전 특성은 전력 변환을 위한 전압-전류(V-I) 특성 그래프로 설명될 수 있는 바, 정류기와 인버터의 V-I 특성은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같다. The operating characteristics of the HVDC system can be described by a graph of voltage-current (V-I) characteristics for power conversion, and the V-I characteristics of the rectifier and the inverter are as shown in FIGS. 2A and 2B.

도 2a에 도시된 바와 같이, 정류기의 V-I 특성에 있어서 특성 그래프의 상단부에 표시된 "Constant α"는 점호각이 일정할 때(최소 점호각 α)의 운전 제어 구간이고, 그래프의 수직 부분은 정전류 제어 운전 영역으로 설정된 DC 전류값이 유지되어 있는 것을 나타내고 있다. As shown in FIG. 2A, in the VI characteristic of the rectifier, "Constant alpha" indicated at the upper part of the characteristic graph is an operation control period when the dc dc is constant (minimum dc dc) It indicates that the DC current value set in the operation region is maintained.

도 2b에 도시된 바와 같이, 인버터의 V-I 특성에 있어서 특성 그래프의 상단부에 표시된 "Constant γ"는 소호각이 일정할 때의(최소 소호각 γ)의 운전 구간이고, 특성 그래프의 수직부분은 정전류 제어 운전 영역으로 DC 설정전류 값이 유지된다. As shown in Fig. 2B, in the VI characteristic of the inverter, "Constant?" Indicated at the upper part of the characteristic graph is an operation period of the small angle (minimum angle?) When the small angle is constant, The DC setting current value is maintained in the control operation area.

도 3은 종래 전류형 HVDC 시스템에 있어서 정류기의 정전류 제어와 인버터의 정전압 제어에 의한 시스템의 운전점을 나타낸 그래프 도면이다. 3 is a graph showing the operation point of the system by the constant current control of the rectifier and the constant voltage control of the inverter in the conventional current type HVDC system.

도 3에 도시된 바와 같이, 인버터단 AC 전압의 미소한 변동에 대한 DC 계통 전압의 변동감도를 줄이기 위해 인버터 제어장치에 소호각 조정을 통한 DC 정전압 제어가 포함되어 있음에 따라, 정류기의 제어선이 인버터의 정전압 제어구간을 통과한다. As shown in FIG. 3, in order to reduce the fluctuation sensitivity of the DC system voltage to the minute variation of the AC voltage at the inverter end, since the DC constant voltage control through the soho angle adjustment is included in the inverter control apparatus, Passes through the constant voltage control section of the inverter.

즉, 정상 상태에서 일반적인 HVDC의 제어는 정류기가 정전류 제어를 수행하고, 인버터가 정전압 제어를 수행하게 되는데, 정류기와 인버터의 각 V-I 특성곡선이 교차되는 지점이 HVDC의 운전점이고, 정류기는 시스템의 전류를 결정한다.That is, the control of the normal HVDC in the normal state is performed by the rectifier performing the constant current control and the inverter performing the constant voltage control. The point where the respective VI characteristic curves of the rectifier and the inverter intersect is the operation point of the HVDC, .

그러나, 계통 운전자의 입장에서는 전력변환 설비로서 정류기 및 인버터의 양단에 정전류, 정전압 제어를 위한 제어 설정치를 정확히 주는것은 매우 불편하다. However, it is very inconvenient for a system operator to precisely provide control settings for constant current and constant voltage control at both ends of a rectifier and an inverter as power conversion equipment.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같은 기본적인 제어기 위에 상위 제어기로서 전력제어기를 두는것이 일반적이다. Therefore, it is common to place a power controller as an upper controller on a basic controller as shown in Fig.

도 4는 일반적인 HVDC 제어기의 구성을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram showing a configuration of a general HVDC controller.

도 4에 도시된 바와 같이, HVDC 제어기는 상위 제어기로서 전력 제어기(10)를 포함하고, 하위 제어기로는 도 3에 도시된 바와 같은 V-I 제어 특성을 구현하는 전류 제어기(12)(정전류 제어, 최소 점호각 제어)와, 전압 제어기(14)(정전압 제어, 최소 감마각 제어, 정전류 제어)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the HVDC controller includes a power controller 10 as an upper controller, and the lower controller includes a current controller 12 (constant current control, minimum) that implements the VI control characteristic as shown in FIG. 3 And a voltage controller 14 (constant voltage control, minimum gamma angle control, constant current control).

전력 제어기(10)는 계통 운전자가 DC 송전에 필요한 전력량을 설정치로 주면, 이를 정류기에 필요한 정전류 설정치와 인버터에 필요한 정전압 설정치로 변환하고, 기본 제어기로서 각각의 전류 제어기(12)와 전압 제어기(14)에 각각 정전류 설정치와 정전압 설정치를 주게 된다. The power controller 10 converts the required amount of electric power required for DC transmission into a set value and converts it into a constant current set value required for the rectifier and a constant voltage set value necessary for the inverter, and the current controller 12 and the voltage controller 14 ) To the constant current setting value and the constant voltage setting value, respectively.

HVDC 제어기는 상기한 기본 동작 원리를 바탕으로 계통의 비상 상태에서도 적절하게 동작하게 되는데, 계통의 과도 상태 및 비상 상태에서도 일반적인 V-I 제어 특성에 따라 운전이 이루어진다. The HVDC controller operates properly in the emergency state of the system based on the above basic operation principle, and operation is performed according to the general V-I control characteristic even in the transient state and the emergency state of the system.

한편, 선로의 개폐, 부하의 개폐, 직류전력의 변화, 기타 계통으로 부터의 외란에 의해 AC 전압이 크게 변한다면, 정류기와 인버터의 AC 전압 변화에 대한 응동 특성이 서로 상이하게 되므로, HVDC의 제어방식은 복잡하게 이루어지게 된다On the other hand, if the AC voltage greatly changes due to line opening / closing, load opening / closing, DC power change, and disturbance from other systems, since the reacting characteristics for the AC voltage change of the rectifier and the inverter are different from each other, The method becomes complicated

즉, 정류기 측의 AC 전압이 과전압으로 되면, DC 정전류 제어를 위하여 점호각을 증가 시키게 되고, 점호각이 커지면 전류형 HVDC 제어기의 특성상 무효전력의 소비가 증가되어 과전압이 억제되지만, AC 과전압이 지속되면 변압기의 탭(Tap)을 조정한다. That is, when the AC voltage on the rectifier side becomes an overvoltage, the DC voltage is increased to control the DC constant current. If the DC voltage increases, the overvoltage is suppressed due to the increase of the reactive power consumption due to the characteristics of the current type HVDC controller. Adjust the tap of the transformer.

반면에, 정류기 측이 AC 저전압으로 되면, 정류기가 DC 정전류 제어를 위해 점호각을 최소로 조정하게 되는데, 점호각 감소는 무효 전력의 소비를 줄이므로 저전압이 복구된다. 그러나, 저전압이 너무 심하고 최소 점호각 제어로도 보상이 안될 때는 정류기가 정전류 제어를 유지하지 못하게 되고, 도 5a에 도시된 바와 같이 인버터가 정전류 제어를 수행하게 되는 제어 모드 천이 현상이 발생된다. On the other hand, when the rectifier side becomes the AC low voltage, the rectifier adjusts the firing angle to the DC constant current control to the minimum, and the reduction of the firing angle reduces the consumption of the reactive power so that the low voltage is restored. However, when the undervoltage is too high and the compensation can not be made even by the minimum threshold voltage control, the rectifier can not maintain the constant current control and a control mode transition phenomenon occurs in which the inverter performs the constant current control as shown in FIG.

이러한 제어 모드 천이 현상이 발생하게 되면 DC 전압 및 전류가 감소되고, 이 기간 중에는 전송 전력량이 감소할 수 밖에 없지만, 일반적으로 이러한 전압 현상은 일시적인 것으로서, 저전압이 지속되면 변압기 탭이 조정되어 AC 전압을 증가시킴에 따라 AC 전압이 회복되면서 HVDC가 다시 정상 운전상태로 복귀하게 된다. When such a control mode transition occurs, the DC voltage and current are reduced and the amount of transmitted power is reduced during this period. However, this voltage phenomenon is generally temporary, and if the low voltage continues, the transformer tap is adjusted to adjust the AC voltage The AC voltage is restored and the HVDC returns to the normal operation state again.

한편, 인버터단의 경우에도 AC 저전압이 심하게 발생되면, 상기 정류기 측의 제어 모드 천이 현상과 마찬가지로 도 5b에 도시된 바와 같은 천이 현상이 발생되고, 저전압이 지속됨에 따라 변압기 탭의 조정에 의해 AC 전압이 증가되어 해당 AC 전압이 회복되면서 정상 운전상태로의 복귀가 가능하게 된다.If the AC low voltage is severely generated even in the inverter stage, a transition phenomenon as shown in FIG. 5B occurs as in the control mode transition phenomenon on the rectifier side. As the low voltage continues, the AC voltage The AC voltage is restored to the normal operating state.

관련 기술로는 한국공개특허 제2007-0072295호(무효전력 보상방법 및 그 장치)(2007.07.04)가 있다.Related technology is disclosed in Korean Patent Publication No. 2007-0072295 (Reactive power compensation method and apparatus) (2007.07.04).

한편, 종래 HVDC의 경우에는 기본 제어기에 입력되는 정전류 및 정전압 설정치를 결정하고, V-I 특성그래프와 같은 제어 동작이 이루어지도록 하는 전력 제어기를 계통 운영자가 직접 제어함으로써, HVDC 변환소 및 계통 급전소(Power system control center)에서 HVDC의 전력 조류량을 설정할 수 있도록 하고, 그 전력 조류량의 설정에 따른 전력 조류제어가 자동으로 수행될 수 있도록 하고 있다. Meanwhile, in the case of the conventional HVDC, the system operator directly controls the power controller which determines the constant current and the constant voltage set value inputted to the basic controller and controls the operation such as the VI characteristic graph. Thus, the HVDC converter and the power system control center) to set the amount of power of the HVDC and to control the power flow according to the set amount of power.

그러나, 종래에는 HVDC 조류 제어 설정치 도출을 위해서 사전에 다양한 계통 검토를 수행하고 이를 바탕으로 조류제어 설정치를 도출하게 되는데, 육지와 섬사이, 또는 타 지역 계통간 연계의 경우 계통의 안정도가 허용하는 한 최대 전력을 전송하는 등 HVDC 조류량을 결정하는 것이 비교적 간단하지만, AC 계통내에 HVDC가 운전될 때는 계통 전체 차원에서의 HVDC 조류제어를 수행해야 하므로 최적의 운전 제어량을 결정하는것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.However, in the past, in order to derive HVDC algae control set values, a variety of system studies have been carried out in advance and the algae control set values are derived based on this. In the case of linkage between land and islands or other areas, It is relatively easy to determine the HVDC algae amount such as the maximum power transmission. However, when the HVDC is operated in the AC system, it is difficult to determine the optimal operation control amount because the HVDC algae control must be performed at the entire system level have.

즉, 계통의 특성을 전반적으로 고려하여 HVDC의 전력조류 설정치를 도출하는 것이 실질적으로 어렵게 되는 것이다. That is, it is practically difficult to derive the power flow setting value of the HVDC considering the characteristics of the system as a whole.

더구나, 계통의 환경은 항상 가변하며 다양한 원인에 의하여 예상하지 못한 외란이 발생하므로, 사전에 계통 검토를 통하여 도출한 조류 제어 설정치만으로 HVDC를 운전하는 것은 비상시 계통의 변화에 대응하는 데에 한계가 있다는 문제점이 있다. Furthermore, since the environment of the system is always variable and an unexpected disturbance occurs due to various causes, it is difficult to operate the HVDC with only the bird control set values derived through system review in advance, There is a problem.

이에, 최근에는 신속한 계통의 안정화와 AC 계통에서의 HVDC 운용 효과 극대화를 위한 광역 계통 데이터 기반의 획기적인 HVDC 운전 제어 시스템에 대한 개발이 절실히 요구되는 실정이다.In recent years, there is an urgent need to develop a revolutionary HVDC operation control system based on wide area system data for stabilizing the system quickly and maximizing the HVDC operation effect in the AC system.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위해 이루어진 것으로서, 계통의 외란이나 변동이 지속되는 비상 상태에서 계통 선로의 과부하와 모선 전압 강하가 최소화 되어 계통의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 HVDC 조류 제어량을 계산하여 최적의 운전량을 도출할 수 있도록 함으로써, 심각한 전압 하락을 방지하여 송전 전력의 여유분을 증가시킬 수 있도록 하는 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide an HVDC bird control system capable of improving the reliability of a system by minimizing an overload of a grid line and a bus voltage drop in an emergency state in which system disturbance or fluctuation continues, Which can reduce the voltage drop and increase the surplus power of the transmission power, by providing the HVDC system control system in the emergency state power system.

본 발명의 일측면에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템은, 전력 설비의 다수 계통과 온라인으로 연결되어, 다수의 계통을 감시 및 측정하여 계통 데이터를 수집하는 계통 데이터 수집부와, 상기 계통 데이터 수집부에서 수집된 계통 데이터의 오류에 대한 상태 추정 및 전력 조류 계산을 위한 조류 계산 데이터로 전환하는 전력계통 해석부 및, 상기 전력계통 해석부로부터의 조류 계산 데이터를 대상으로 미리 설정된 상정 사고를 발생시키고, HVDC의 전력 조류제어 설정치를 변화시켜서 전력 조류를 계산함에 의해, 최소값의 설정치를 HVDC의 운전량으로 결정하는 HVDC 운전 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. An HVDC system control system in an emergency state power system according to an aspect of the present invention includes a system data collecting unit connected to a plurality of systems of a power facility on-line to collect and collect systematic data by monitoring and measuring a plurality of systems, A power system analysis unit for converting the state data of the grid data collected by the grid data collection unit into the current calculation data for the state estimation and the power flow calculation, And an HVDC operation control unit for determining the set value of the minimum value as the operation amount of the HVDC by calculating the power algae by changing the set value of the power alga control of the HVDC.

본 발명은, 상기 계통 데이터 수집부는 상기 전력 설비 내의 각 계통의 변화 상태를 실시간으로 감시하고, 감시 결과에 따라 발생되는 계통 데이터를 측정하여 수집하는 계통 감시 및 측정부와, 상기 계통 감시 및 측정부를 통해 수집된 각 계통 데이터를 저장하여 관리하는 데이터베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다. The system data collecting unit may include a system monitoring and measuring unit that monitors a change state of each system in the power plant in real time and collects and collects systematic data generated according to a monitoring result, And a database that stores and manages each system data collected through the system.

또한, 상기 계통 데이터 수집부는 SCADA와, EMS 중에서 어느 하나의 온라인 원격 감시 시스템을 이용하고, 계통 데이터는 발전기의 송전 및 수전 전력량과, 발전량, 변전소 모선에서의 유효 및 부효 부하량, 전압의 크기 중에서 적어도 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. In addition, the system data collector uses any one of online remote monitoring systems such as SCADA and EMS, and the system data includes at least one of transmission and reception electric power of the generator, generation amount, effective and ineffective load amount in the substation bus line, Or more.

또, 상기 전력계통 해석부는, 상기 계통 데이터 수집부로부터의 전력 설비 계통에 대한 원격 감시 및 측정의 계통 데이터를 상태 추정 및 조류 계산에 적합한 데이터 형태로 재구성하는 전력 계통 구성부와, 상기 전력계통 구성부를 통해 재구성된 계통 데이터의 데이터 측정 및 전송 과정에서의 오류 유무를 상태 추정을 통해 검증하고 보정하는 상태 추정부 및, 상기 상태 추정부를 통해 검증 및 보정이 완료된 계통 데이터를 전력 조류의 계산 프로그램을 이용하여 계산하고, 전력 조류의 분석이 가능한 전력 조류 데이터로 실시간 전환하는 조류계산 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The power system analysis unit may include a power system configuration unit for reconfiguring system data for remote monitoring and measurement of the power system from the system data collection unit into data suitable for state estimation and tidal calculation, A state estimator for verifying and correcting the error in the data measurement and transmission process of the system data reconstructed through the state estimation through the state estimation; and a state estimating unit for estimating and correcting the system data, which has been verified and corrected through the state estimating unit, And a tidal-current calculation data generating unit for converting the tidal-current data into power tidal data capable of analyzing the power tidal current in real time.

본 발명에서 상기 HVDC 운전 제어부는, 상기 전력 설비의 외란에 의해 발생될 수 있는 선로 과부하, 전압 강하와 같은 상정 고장의 조건을 제공하는 상정고장 리스트 제공부와, 상기 상정고장 리스트 제공부로부터의 상정고장 조건을 제공받아서 상정 사고를 발생시키고, 상정 사고를 근거로 전력 조류의 제어 설정치를 변화시키면서 선로 과부하 지수와 모선 전압강하 지수를 이용한 최소값의 HVDC 전력 조류 설정치를 계산하는 HVDC 비상 운전부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the HVDC operation control unit includes: an assumed fault list providing unit for providing a condition of an assumed fault such as a line overload and a voltage drop that may be caused by disturbance of the electric power facility; And an HVDC emergency operation section for calculating an HVDC power tidal current setting value using the line overload index and the bus voltage drop index while varying the control set value of the power tidal current based on the assumed incident upon receiving the fault condition, .

또한, 상기 HVDC 비상 운전부는 무효 전력 보상을 위한 다단계의 AC 필터를 상기 HVDC 전력 조류 설정치에 각각 적용하여 최소값의 설정치를 찾는데, 다단계의 AC 필터를 각각 1개의 뱅크(Bank)씩 투입하는 구간으로 나누고, 각 투입 구간 별로 선형화 알고리즘을 적용하여 최소값의 설정치를 찾는 것을 특징으로 한다. The HVDC emergency operation unit finds a set value of a minimum value by applying a multi-stage AC filter for reactive power compensation to the HVDC power algae set value, wherein the multi-stage AC filter is divided into a period for inputting one bank each, , And a linearization algorithm is applied to each input section to find the set value of the minimum value.

상기 선형화 알고리즘은, Levenberg - Marquardt 알고리즘과, Gradient Descent 알고리즘, Gauss - Newton 알고리즘 중에서 어느 하나의 알고리즘인 것을 특징으로 한다. The linearization algorithm is one of a Levenberg-Marquardt algorithm, a gradient descent algorithm, and a Gauss-Newton algorithm.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 계통 상태를 감시하여 취득된 데이터로부터 생성되는 계통 해석 데이터를 대상으로 각종 계통 상정 사고를 발생시켜서 선로 과부하 지수 및 모선 전압강하 지수를 계산하고, 최적화 알고리즘을 통해 각 지수가 모두 최소화될 수 있는 HVDC의 전력 조류량을 산출하여 최적 운전량으로서 적용할 수 있도록 함에 따라, 계통의 고장이 지속되는 상태 등과 같은 비상 상태에서의 계통 부하율을 저감시키는 것이 가능하고, 그에 따른 계통 비상 상태에서의 모선 전압 변동율을 최소화할 수 있게 함으로써, HVDC의 최적화 운용에 큰 기여를 할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, the line overload exponent and the bus voltage drop index are calculated by generating various systematic assumptions on the system analysis data generated from the acquired data by monitoring the system state, It is possible to reduce the system load factor in an emergency state such as a state in which the failure of the system is continued by calculating the amount of power flow of the HVDC in which each index can be minimized and applying it as the optimum operation amount, It is possible to make a great contribution to the optimization operation of the HVDC by making it possible to minimize the variation of the bus voltage in the emergency state of the system.

도 1은 종래의 전류형 HVDC 시스템에 대한 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 전류형 HVDC 시스템에 있어서 정류기 및 인버터의 V-I 제어 특성을 각각 나타낸 그래프 도면이다.
도 3은 종래 전류형 HVDC 시스템에 있어서 정류기의 정전류 제어와 인버터의 정전압 제어에 의한 시스템의 운전점을 나타낸 그래프 도면이다.
도 4는 일반적인 HVDC 제어기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 일반적인 HVDC 제어기에서 정류기측과 인버터측이 각각 교류 저전압시 발생되는 동작 상태를 나타낸 그래프 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템에 대한 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템에서 실시간의 발전량 및 부하량과 상태 추정 계산값이 모니터링을 통해 확인되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9a 내지 도 9d는 전력 계통의 고장에 따른 각 전송선로에서의 HVDC 운전 효과의 변동량을 각각 나타낸 그래프 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템의 적용에 따라 비상 상태 계통에서의 HVDC 최적 운전량이 도출되는 상태를 나타낸 그래프 도면이다. FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional current type HVDC system.
FIGS. 2A and 2B are graphs showing VI control characteristics of a rectifier and an inverter in a conventional current type HVDC system.
3 is a graph showing the operation point of the system by the constant current control of the rectifier and the constant voltage control of the inverter in the conventional current type HVDC system.
4 is a diagram showing a configuration of a general HVDC controller.
FIGS. 5A and 5B are graphs showing an operation state in which a rectifier side and an inverter side are generated at an AC low voltage in a general HVDC controller.
6 is a diagram illustrating a configuration of an HVDC system control system in an emergency state power system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which real-time generation amount, load amount, and state estimation calculation value in the HVDC system control system in the emergency state power system according to an exemplary embodiment of the present invention are monitored.
8 is a flowchart illustrating an operation of the HVDC system control system in the emergency state power system according to an embodiment of the present invention.
9A to 9D are graphs each showing a variation amount of the HVDC operation effect in each transmission line due to a failure of the power system.
10 is a graph showing a state in which the HVDC optimum operation amount in the emergency state system is derived according to the application of the HVDC system control system in the emergency state power system according to the embodiment of the present invention.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템에 대한 구성을 나타낸 도면이다. 6 is a diagram illustrating a configuration of an HVDC system control system in an emergency state power system according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템은, 전력 설비(100)와, 계통 데이터 수집부(200), 전력계통 해석부(300), HVDC 운전 제어부(400)를 포함한다. 6, the HVDC system control system in the emergency state power system includes a power facility 100, a system data collection unit 200, a power system analysis unit 300, an HVDC operation control unit 300, (400).

상기 계통 데이터 수집부(200)는 온라인(Online)의 원격 감시 시스템 상에 구현되어 상기 전력 설비(100)의 계통에 대한 급변 상황을 감시하고, 관련 데이터를 측정하기 위한 것으로서, 상기 전력 설비(100) 내의 각종 계통과 온라인으로 통신 연결되어, 각 계통의 변화 상태를 실시간으로 감시하고, 감시 결과에 따라 발생되는 각종 계통 데이터를 측정하여 수집하는 계통 감시 및 측정부(20)와, 상기 계통 감시 및 측정부(20)를 통해 수집된 각종 계통 데이터를 저장하여 관리하는 데이터베이스(22)를 포함한다. The systematic data collection unit 200 is implemented on an online remote monitoring system to monitor rapid change of the system of the power facility 100 and measure related data. A system monitoring and measuring unit 20 that communicates with various systems in the system on-line to monitor the change status of each system in real time and collects and collects various system data generated according to the monitoring results, And a database 22 for storing and managing various kinds of system data collected through the measurement unit 20. [

상기 계통 감시 및 측정부(20)는 차단기 및 단로기의 개폐 상태, 계전기의 동작 상태 등이 원격 감시되며, 전압/전류, 유효/무효 전력, 변압기 온도 및 변압기 탭(Tap) 위치 등이 원격으로 측정된다. The system monitoring and measuring unit 20 remotely monitors the open / close state of the circuit breaker and the disconnector, the operation state of the relay, etc., and remotely measures voltage / current, valid / reactive power, transformer temperature, do.

여기서, 상기 계통 데이터 수집부(200)는 온라인 원격 감시 시스템으로서 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)와, EMS(Enhanced Message Service) 중에서 어느 하나의 온라인 원격 감시 시스템을 이용한다. Here, the systematic data collection unit 200 uses any one of an online remote monitoring system such as SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) and EMS (Enhanced Message Service) as an online remote monitoring system.

상기 전력계통 해석부(300)는 상기 계통 데이터 수집부(200)로부터 수집되는 계통 데이터를 입력받아 전력 조류(Power Flow)의 계산이 가능한 데이터로 변환하는 것으로서, 전력계통 구성부(30)와, 상태 추정부(32), 조류계산 데이터 생성부(34)를 포함한다. The power system analysis unit 300 receives grid data collected from the grid data collection unit 200 and converts the grid data into data capable of calculating a power flow. The power system analysis unit 300 includes a power system configuration unit 30, A state estimating unit 32, and a bird flow calculation data generating unit 34. [

여기서, 상기 전력 조류(Power Flow)는 전력 시스템의 구성 계통에 유입되거나 유출되는 유효 전력과 무효 전력의 흐름을 의미하는 것이다. Here, the power flow refers to a flow of reactive power and reactive power flowing into or out of the system of the power system.

상기 전력계통 해석부(300)의 전력계통 구성부(30)는, 상기 계통 데이터 수집부(200)로부터의 전력 설비 계통에 대한 원격 감시 및 측정의 계통 데이터를 입력받아 상태 추정 및 조류 계산에 적합한 데이터 형태로 재구성하는 작업을 수행한다. The power system configuration unit 30 of the power system analysis unit 300 receives the system data of the remote monitoring and measurement from the system data collection unit 200 for the power system, And performs reconstruction in the form of data.

상기 상태 추정부(32)는 상기 전력계통 구성부(30)를 통해 재구성된 계통 데이터에 대해 데이터 측정 및 전송 과정에서의 오류 유무를 상태 추정(State Estimation) 기능을 이용하여 검증하고 보정하는 작업을 수행한다. The state estimator 32 performs a task of verifying and correcting the error in the data measurement and transmission process of the reconfigured system data through the power system configuration unit 30 using a state estimation function .

여기서, 상기 상태 추정부(32)는 도 7에 도시된 바와 같이, 발전기의 송/수전 전력량, 발전량, 부하량 등의 실시간 SCADA 측정 데이터를 근거로 상태추정 계산값을 산출하고, 그 상태추정 계산값에 근거하여 실시간 측정 데이터에 대한 상태 추정 오차율을 산출한다. As shown in FIG. 7, the state estimator 32 calculates a state estimation calculation value based on real-time SCADA measurement data such as a transmission / reception electric power amount, a power generation amount, and a load amount of the generator, The state estimation error rate for the real-time measurement data is calculated.

상기 조류계산 데이터 생성부(34)는 상기 상태 추정부(32)를 통해 검증 및 보정이 완료된 계통 데이터를 전력 조류의 계산 프로그램을 이용하여 계산함에 의해, 전력 조류의 분석이 가능한 형태의 전력 조류 데이터로 실시간 전환하는 작업을 수행한다. The algae calculation data generation unit 34 calculates the systematic data that has been verified and corrected through the state estimation unit 32 by using the calculation program of the algae algae, In real time.

여기서, 상기 조류계산 데이터 생성부(34)는 상기 전력 조류의 계산을 위해서 발전기의 유효 송/수전 전력량과 발전량, 전압의 크기, 일반 변전소 모선에서의 유효 및 무효 전력 부하량 등과 같은 실시간 측정 데이터를 상기 계통 데이터 수집부(200)로부터 실시간으로 제공받도록 하는 것이 바람직하다. Here, the algae calculation data generation unit 34 may include real-time measurement data such as the effective transmission / reception power amount and generation amount of the generator, the magnitude of the voltage, the effective and reactive power load in the general substation bus line, It is preferable to receive the data from the system data collection unit 200 in real time.

상기 HVDC 운전 제어부(400)는 상기 전력계통 해석부(300)의 조류계산 데이터 생성부(34)로부터 생성된 전력 조류 데이터를 대상으로 가상적인 상정 사고를 발생시켜서 전력 조류의 제어 설정치를 변화시킴에 의해 조류 제어량을 최종적으로 산출하는 것이다. The HVDC operation control unit 400 generates a hypothetical assumed incident on the electric power algae data generated from the alga calculation data generator 34 of the power system analysis unit 300 to change the control set value of the electric power algae And finally calculates the current control amount.

상기 HVDC 운전 제어부(400)는 상정고장 리스트 제공부(42)로부터 발전기나 송전선로의 사고 등과 같은 외란에 의해 발생될 수 있는 선로 과부하, 전압 강하 등의 다양한 상정고장 조건을 제공받아서 상정 사고를 발생시키고, 상정 사고를 근거로 전력 조류의 제어 설정치를 변화시키면서 선로 과부하 지수와 전압 강하 지수를 각각 계산하는 HVDC 비상 운전부(40)를 포함한다. The HVDC operation control unit 400 receives a variety of assumed failure conditions such as line overload and voltage drop which may be caused by disturbance such as an accident from the assumed fault list providing unit 42 to an electric generator or a transmission line, And an HVDC emergency operation section 40 for calculating a line overload index and a voltage drop index while varying the control set value of the electric power flow based on the assumed incident.

상기 HVDC 비상 운전부(40)에서 계산하는 선로 과부하 지수는 하기한 수학식 1과 같다. The line overload index calculated by the HVDC emergency operation unit 40 is expressed by Equation (1).

상기 수학식 1에서 P_i는 i 번째 송전 선로에서 측정되는 유효 전력 조류이며 P_imax는 특정 i 번째 송전 선로에서의 최대 송전용량이다. 송전 선로의 송전용량은 송전 선로의 종류에 따라 사전에 결정되는데, 예컨대 송전선로가 154 kV ACSR 330㎟의 타입인 경우 최대 송전용량은 172 MW이다. In Equation (1), P _i is the active power _flow measured at the i-th transmission line, and P _imax is the maximum transmission capacity at the i-th transmission line. The transmission capacity of the transmission line is predetermined according to the type of the transmission line. For example, when the transmission line is of the 154 kV ACSR 330 mm2 type, the maximum transmission capacity is 172 MW.

선로 과부하 지수를 물리적으로 판단한다면, 계통의 비상상태에서 각 선로에 흐르는 유효 전력의 분포가 각 선로의 용량에 대해 균일하다면 선로 과부하 지수는 작은 값을 갖는 반면에, 만약 특정 선로의 조류가 증가하거나 과부하가 되면 선로 과부하 지수는 크게 증가한다. 또한, 과부하 선로가 많아지면 선로 과부하 지수 값도 이에 따라 증가한다.If the line overload indices are physically judged, the line overload indices are small if the distribution of the active power flowing through each line in the system's emergency state is uniform over the capacity of each line, whereas if the line- Overloading will increase the line overload index significantly. Also, as the number of overloaded lines increases, the line overload index value increases accordingly.

한편, 상기 모선 전압 강하 지수는 하기한 수학식 2와 같이 특정 부하 모선(i 번째 모선)의 전압이 i 번째 모선의 기준 전압으로 부터 얼마나 변했는가를 나타내는 것이다.On the other hand, the bus voltage drop index indicates how the voltage of the specific load bus (i-th bus line) varies from the reference voltage of the i-th bus line as shown in Equation (2).

상기 수학식 2에서 ΔV_m은 특정 모선(i 모선)의 전압 변동 허용 범위이고, V_ref는 기준 전압이다. 전력계통 운용규정에 의하면 154kV 모선의 경우 경부하시 160±4kV, 중부하시 156±4kV로 운전하도록 되어 있으므로, 경부하시의 경우 기준 전압(V_ref)은 160 kV이고 ΔV_m은 4 kV이다.In Equation 2 ΔV _m is a voltage fluctuation allowable range of the specific bus (i bus), V _ref is a reference voltage. According to the power system operation regulations, the 154kV bus is required to operate at 160 ± 4kV at light load and 156 ± 4kV at heavy load. Therefore, at light load, the reference voltage (V _ref ) is 160 kV and ΔV _m is 4 kV.

모선 전압 강하 지수는 상기 선로 과부하 지수와 유사한 물리적 의미를 갖는것으로서, HVDC 조류 제어를 통하여 모선 전압 강하 지수가 감소하면 해당 계통의 전압 분포가 개선된다.The bus voltage drop index has a physical meaning similar to the above-mentioned line overload index. When the bus voltage drop index is decreased through the HVDC bird control, the voltage distribution of the system is improved.

상기 HVDC 비상 운전부(40)에서는 HVDC가 전력변환의 내부 구성 특성상 조류 제어량에 비례하여 무효 전력 소비량이 약 50 ∼ 60%까지 증가하게 되는 사실에 기초하여, 이를 보상하기 위해 HVDC의 전력변환 구성부 양단에 무효 전력의 보상을 위한 다단계 AC 필터를 운용한다. In the HVDC emergency operation section 40, based on the fact that HVDC increases the reactive power consumption by about 50 to 60% in proportion to the alga control amount due to the internal constitution characteristics of the power conversion, And a multi-stage AC filter for compensation of reactive power is operated at both ends.

상기 HVDC 비상 운전부(40)는 HVDC의 조류 제어와 함께, 상기 조류 제어와 연동된 AC 필터의 동작에 따라 AC 계통의 무효 전력 수급이 영향을 받기 때문에, HVDC 운전에 따른 전압 강하 지수를 검지할 필요가 있으므로, 상기 선로 과부하 지수와 상기 모선 전압 강하 지수를 각각 합산하여 가장 최소값의 HVDC 조류 설정치를 비상 상태에서 최적의 HVDC 운전량으로 결정하게 된다. The HVDC emergency operation unit 40 detects the voltage drop index due to the HVDC operation because the reactive power supply of the AC system is affected by the operation of the AC filter interlocked with the algae control together with the algae control of the HVDC The line overload index and the bus voltage drop index are summed to determine the minimum HVDC algae set value as the optimal HVDC operation quantity in the emergency state.

상기 HVDC 비상 운전부(40)는 상기 결정된 최적의 HVDC 운전량을 도 4에 도시된 HVDC 제어기의 전력 제어기(10)에 최적의 설정치로서 입력하게 됨으로써, 본 발명의 시스템이 비상 상태에서 HVDC의 최적 운전을 위한 계통 제어 시스템이 되는 것이다.The HVDC emergency operation unit 40 inputs the determined optimal HVDC operation amount to the power controller 10 of the HVDC controller shown in FIG. 4 as an optimal set value, so that the system of the present invention is optimized for the HVDC in the emergency state It becomes a system control system for operation.

한편, 상기 선로 과부하 지수와 상기 모선 전압 강하 지수를 합산한 식은 하기한 수학식 3과 같다. On the other hand, the equation obtained by adding the line overload index and the bus voltage drop index is as shown in Equation (3).

상기 수학식 3에서 a, b는 계통 운전의 목적에 맞추어 조정하는 가중치이다(바람직하게는 a와 b를 각각 "1"로 설정하는 것이 좋다). In Equation (3), a and b are weights adjusted according to the purpose of the system operation (preferably, a and b are preferably set to "1 "

여기서, 전류형 HVDC의 경우 선로 과부하 지수가 HVDC의 운전량에 따라 선형적인 특성을 나타내지만, 모선 전압 강하 지수의 경우에는 HVDC 운전량에 따른 다단계 AC 필터 뱅크(Bank)들의 동작으로 인해 비선형(Nonlinear) 특성을 가지게 된다. In the case of the current type HVDC, the line overload index shows a linear characteristic according to the operation amount of the HVDC. However, in the case of the bus voltage drop index, since the operation of the multistage AC filter banks according to the HVDC operation amount, ) Characteristics.

따라서, 상기 선로 과부하 지수와 모선 전압 강하 지수를 합산한 수학식 3은 비선형 즉, Non-Convex 함수가 되기 때문에, AC 필터가 한 개의 뱅크씩 투입되는 구간을 나누고, 각각 나누어진 구간별로 상기 수학식 3을 위한 최적화 알고리즘(Optimization Algorithm)으로서 선형화 알고리즘을 적용하는 기법을 사용한다. 이러한 경우 다단계의 AC 필터가 구간 별로 순차적으로 투입되면서 최적화를 위한 선형화 알고리즘을 이용한 반복적인 계산을 수행하고, 상기 수학식 3을 통해 Convex한 함수가 도출될때까지 진행함으로써 최적의 HVDC 운전량을 결정하는 것이 가능하게 된다. Therefore, since Equation 3, which is the sum of the line overload exponent and the bus voltage drop index, becomes non-linear, that is, a non-Convex function, the AC filter divides a period into which one bank is inserted, We use a technique that applies a linearization algorithm as an optimization algorithm for the three. In this case, the multi-stage AC filter is sequentially inputted for each section, and iterative calculation is performed using a linearization algorithm for optimization, and the optimum HVDC operation amount is determined by proceeding until the Convex function is derived from Equation (3) Lt; / RTI >

한편, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 HVDC 비상 운전부(40)에서 비선형 함수의 문제점을 제거하기 위해 적용되는 최적화를 위한 선형화 알고리즘으로는, Levenberg - Marquardt 알고리즘과, Gradient Descent 알고리즘, Gauss - Newton 알고리즘 중에서 어떠한 하나의 알고리즘을 선택하여 사용해도 무방하다. In one embodiment of the present invention, the linearization algorithm for optimization applied to remove the problem of the nonlinear function in the HVDC emergency operation unit 40 includes a Levenberg-Marquardt algorithm, a Gradient Descent algorithm, a Gauss- Any one of the Newton algorithms may be selected and used.

이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템의 동작에 대해 도 8의 플로우차트를 참조하여 상세히 설명한다. Next, the operation of the HVDC system control system in the emergency state power system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비상상태 전력 계통에서의 HVDC 계통 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 플로우차트이다. 8 is a flowchart illustrating an operation of the HVDC system control system in the emergency state power system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 전력 설비(100)에 대해 계통 데이터 수집부(200)에서 계통 데이터를 측정하여 수집하고, 전력계통 해석부(300)에서 전력 계통 데이터의 상태 추정 및 조류계산을 위한 전력 조류 데이터를 생성하면, HVDC 운전 제어부(400)의 HVDC 비상 운전부(40)는 상기 계통 데이터에 대해 전환된 조류 계산 데이터를 입력받는다(S10).First, systematic data is collected and collected by the systematic data collection unit 200 for the power facility 100, and power system analysis unit 300 generates power algae data for state estimation of power system data and algae calculation , The HVDC emergency operation unit 40 of the HVDC operation control unit 400 receives the algae calculation data converted for the system data (S10).

상기 HVDC 비상 운전부(40)는 상정고장 리스트 제공부(42)의 상정고장 리스트에 포함된 고장 항목에 따라 상정 고장을 발생시키고, 그에 따른 HVDC의 전력 조류 설정치를 변화시키면서 선로 과부하 지수(수학식 1 참조)와 모선 전압강하 지수(수학식 2 참조)를 각각 계산한 다음에, 상기 선로 과부하 지수와 모선 전압강하 지수를 합산(수학식 3 참조)하여, 그 합산치(J_T)에서 다단계의 AC 필터를 거치면서 HVDC의 조류 설정치를 산출한다. The HVDC emergency operation unit 40 generates an assumed fault according to the fault item included in the assumed fault list of the assumed fault list providing unit 42 and changes the power over current set value of the HVDC accordingly, references Ref. 1) and the bus voltage drop index (equation 2) to calculate each of the following, referring the line overload index and the bus voltage drop exponent for the summation (equation 3), a multi-stage from the summation (J _T) Calculate the algae setpoint of the HVDC through the AC filter.

즉, 상기 HVDC 비상 운전부(40)는 HVDC의 초기치를 P_flow = 0으로 설정하고, 다단계의 AC 필터 개수를 초기화(N =1)하게 되고(S11), 상기 각 초기치를 근거로 조류 계산을 위한 선로 과부하 지수와 모선 전압강하 지수를 각각 계산하게 되는데, 한 다음에(S12), 상기 선로 과부하 지수와 모선 전압강하 지수의 합산치(J_T)를 계산한다(S13). That is, the HVDC emergency operation unit 40 sets the initial value of the HVDC to P _flow = 0, initializes the multistage AC filter number (N = 1) (S11), and calculates the algae based on the initial values (S12). Then, the sum of the line overload indices and the bus voltage drop index (J _T ) is calculated (S13). Next, the line overload index and the bus voltage drop index are calculated.

그 상태에서, 상기 HVDC 비상 운전부(40)는 상기 합산치(J_T)의 계산값(∇J_TN)이 최소값(ε)보다 작은 지를 판단하게 되는데(S14), 상기 합산치(J_T)의 계산값(∇J_TN)이 최소값(ε)보다 작지 않다고 판단되면, 비선형 함수를 최적화하여 선형 함수로 변환하는 선형화 알고리즘(S30)을 적용한다.In this state, the HVDC emergency operation unit 40 determines whether there is the less than the calculated value (∇J _TN), the minimum value (ε) of the summed value (J _T) (S14), the summed value (J _T) When the calculated value (∇J _TN) is not smaller than the minimum value determined (ε), and applying the linearization algorithm (S30) for optimizing the non-linear transform function to a linear function.

상기 선형화 알고리즘(S30)에 있어서는, 다단계의 AC 필터가 1개의 뱅크씩 투입되는 구간으로 나누고, 각 구간 별로 해당 알고리즘을 적용하는 기법으로 진행되는데, 여기서는 Levenberg - Marquart 알고리즘을 적용하는 것을 일예로 하여 설명하고, 이는 하기한 계산 단계를 거치게 된다. In the linearization algorithm (S30), a multi-stage AC filter is divided into a section into which one bank is inserted and a corresponding algorithm is applied to each section. Here, an example of applying the Levenberg-Marquart algorithm is described , Which undergoes the following calculation steps.

즉, 상기 선형화 알고리즘(S30)의 S30a 단계에서는

를 설정하고, S30b 단계로 진행하여

와 같이 계산한 다음에, S30c에서

를 계산한다. That is, in step S30a of the linearization algorithm S30

And proceeds to step S30b

Then, at S30c,

.

상기 S30c의 단계 이후에, S30d의 단계는

의 계산을 진행하게 되는데, 상기 S14의 판단 단계에서 상기 합산치(J_T)의 계산값(∇J_TN)이 최소값(ε)보다 작지 않다고 판단되면, 해당 S30c의 단계로 진행하여 계산을 수행하게 된다. After the step of S30c, the step of S30d

There is the calculation of the progress, when the determination of step S14 determines that the calculated value is not smaller than (∇J _TN), the minimum value (ε) of the summed value (J _T), to perform the calculation proceeds to step S30c in that do.

상기 S30c 단계에서와 같은 계산이 이루어지면, S30e에서 새롭게 계산된 신규 조류 설정치(P_{low new})를 이전 계산된 올드 조류 설정치(P_{flow old})에 상기 S30c의 단계에서 계산되어 얻어진 값(S_P)과 합산하는 P_{low new} = P_{flow old} + S_P의 계산이 이루어진 이후에, S30f의 판단 단계에서 신규 조류 설정치(P_{low new})가 이전 계산된 올드 조류 설정치(P_{flow old})보다 작은 지를 판단하게 된다. If the same calculation as in step S30c is made, the new bird set value P _{low new} calculated in step S30e is compared with the previously calculated old bird set value P _{flow old} by the value (S _P ) obtained in step S30c, After the calculation of P _{low new} = P _{flow old} + S _P is performed, the determination of S30f determines whether the new bird set value P _{low new} is smaller than the previously calculated old bird set value P _{flow old} do.

상기 S30f의 판단 결과에서, 신규 조류 설정치(P_{low new})가 이전 계산된 올드 조류 설정치(P_{flow old})보다 작다고 판단되면, S30g로 진행하여

를 설정한 다음에, 상기 S12의 단계로 재진행하여 조류 계산 과정에 활용될 수 있도록 한다. If it is determined in step S30f that the new bird setting value P _{low new} is smaller than the previously calculated old bird setting value P _{flow old} ,

And then it is retried to the step S12 so as to be utilized in the algae calculation process.

그 반면에, 신규 조류 설정치(P_{low new})가 이전 계산된 올드 조류 설정치(P_{flow old})보다 작지 않다고 판단되면, 상기 S30a의 단계로 재진행하여 S30a로부터 S30e까지의 단계를 순차적으로 진행한다. On the other hand, if it is determined that the new bird's set value P _{low new} is not smaller than the previously calculated old bird's set value P _{flow old} , the process returns to the step S30a and proceeds sequentially from S30a to S30e.

한편, 상기 최적화를 위한 선형화 알고리즘(S30)을 거치면서 상기 S14에서 상기 합산치(J_T)의 계산값(∇J_TN)이 최소값(ε)보다 작다고 판단되면, 현재 투입되는 구간의 AC 필터의 개수 번호가 AC 필터의 전체 개수와 동일하지 않은지를 판단하게 된다(S15). On the other hand, if it is determined in step S14 that the calculated value (∇J _TN ) of the sum value (J _T ) is smaller than the minimum value (ε) through the linearization algorithm for optimization (S30) It is determined whether the number is equal to the total number of AC filters (S15).

상기 판단 결과, 현재 투입되는 구간의 AC 필터의 개수 번호가 AC 필터의 전체 개수와 동일하지 않다고 판단되면, 해당 AC 필터의 개수를 1개 더 증가(N = N + 1)시키고(S16), N번째의 필터 투입 시점을 P_flow로 하여(S17), 상기 S12의 단계로 재진행하게 된다. If it is determined that the number of the AC filters of the current section is not equal to the total number of AC filters, the number of AC filters is increased by one (N = N + 1) (S16) Th filter input time as P _flow (S17), and the process goes back to the step S12.

그 반면에, 현재 투입되는 구간의 AC 필터의 개수 번호가 AC 필터의 전체 개수와 동일하다고 판단되면, N번째의 P_flow, J_TN을 저장하고(S18), 전체 AC 필터의 N번째까지의 J_TN중에서 가장 작은 최소값의 J_TN에 해당되는 조류 설정치(P_flow)를 선택함에 따라(S19), 상기 설정된 조류 설정치(P_flow)를 HVDC의 비상 상태에서의 최적 운전량으로 최종 결정하게 된다(S20).On the other hand, if it is determined that the number of AC filters of the current input period is equal to the total number of AC filters, the Nth P _flow and J _TN are stored (S18) as the select birds setpoint (P _flow) corresponding to J _TN of the smallest minimum value among the _TN is the final determining (S19), the established avian set value (P _flow) the optimal operation amounts at the HVDC emergency state (S20 ).

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이 계통 고장에 따른 각 송전 선로의 HVDC 운전 효과 변동량인 과부하 지수와, 전압강하 지수가 각각 나타나 있는 바, 이를 근거로 하여 각 상정 사고에 대한 과부하 지수와 모선 전압강하 지수의 합이 최소가 되는 비상상태 계통에서의 HVDC의 최적 운전량이 도 10에 도시된 바와 같이 도출될 수 있다. According to the present invention as described above, as shown in FIGS. 9A to 9D, an overload index and a voltage drop index, which are variation amounts of the HVDC operation effect of each transmission line due to a system failure, are shown. The optimal operation amount of the HVDC in the emergency state system in which the sum of the overload index and the bus voltage drop index for each assumed accident is minimized can be derived as shown in FIG.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

20:계통 감시 및 측정부 22:데이터베이스
30:전력계통 구성부 32:상태 추정부
34:조류계산 데이터 생성부 40:HVDC 비상 운전부
42:상정고장 리스트 제공부 100:전력 설비
200:계통 데이터 수집부 300:전력계통 해석부
400:HVDC 운전 제어부 20: Grid monitoring and measuring unit 22: Database
30: Power system configuration unit 32: State estimation unit
34: alga calculation data generation unit 40: HVDC emergency operation unit
42: Intended failure list providing unit 100: Electric power facility
200: Systematic data collection unit 300: Power system analysis unit
400: HVDC operation control section

Claims

A system data collection unit connected to a plurality of systems of power facilities on-line to collect system data by monitoring and measuring a plurality of systems;
A power system analyzing unit for converting into algae calculation data for state estimation and power flow calculation of an error of the grid data collected by the grid data collecting unit; And
A predetermined assumption is made for the alga calculation data from the power system analysis unit, and the power algae control setting value of the HVDC (High Voltage Direct Current) is changed to calculate the power algae, And an HVDC operation control unit which determines the HVDC operation amount,
The HVDC operation control unit includes an assumed fault list providing unit that provides a condition of an assumed fault such as a line overload and a voltage drop that may be caused by disturbance of the power equipment,
The assumed fault condition is provided from the assumed fault list providing unit to generate the assumed fault and the HVDC power algebraic setting value of the minimum value using the line overload index and the bus voltage drop index while changing the control set value of the power algae based on the assumed incident And a HVDC emergency operation section for calculating the HVDC emergency power system.

The method according to claim 1,
The system data collection unit monitors a change state of each system in the power plant in real time and measures and collects systematic data generated according to the monitoring result.
And a database for storing and managing each grid data collected through the grid monitoring and measuring unit.

The method according to claim 1,
Wherein the system data collector uses one of online remote monitoring system such as SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) and EMS (Enhanced Message Service).

The method according to claim 1,
Wherein the system data collected by the system data collecting unit is at least one of transmission and reception electric power of the generator, the generation amount, the effective and the effective load of the substation bus, and the magnitude of the voltage, and the HVDC system Control system.

The method according to claim 1,
The power system analysis unit includes a power system configuration unit for reconfiguring system data of remote monitoring and measurement from the system data collection unit to data form for state estimation and tidal calculation,
A state estimator for verifying and correcting the error in the data measurement and transmission of the reconfigured system data through the power system constructing unit through state estimation;
And an algae calculation data generating unit for calculating grid data for which verification and correction are completed through the state estimating unit by using a calculation program of power algae and real time switching to power algae data capable of analyzing power algae, HVDC system control system in power system.

delete

The method according to claim 1,
The overload indices of the HVDC emergency operation section are,

(Where P _i is the active power _flow measured at the i-th transmission line and P _imax is the maximum transmission capacity at the i-th transmission line)
&Lt; / RTI > wherein the HVDC system control system is characterized in that the HVDC system control system in an emergency state power system.

The method according to claim 1,
The bus voltage drop index calculated by the HVDC emergency operation unit is calculated as follows:

(Where, ΔV _m is a voltage at a specific bus (the voltage fluctuation allowable range of the bus bar i), V _ref is a reference voltage, V _i is the specific bus (i bus))
&Lt; / RTI > wherein the HVDC system control system is characterized in that the HVDC system control system in an emergency state power system.

The method according to claim 1,
The HVDC power algae set value of the HVDC emergency operation section is set to "

(Wherein, a, b is the maximum transmission capacity, ΔV _m in the effective power flow, P _imax is specified i-th transmission lines, measured in weight, P _i is the i-th transmission lines to adjust in accordance with the purpose of the system operation is a particular bus (i bus line), V _ref is the reference voltage, and V _i is the voltage of the specific bus (i bus line)
Is determined by the sum of the overload index and the bus voltage drop index.

The method according to claim 1,
Wherein the HVDC emergency operation unit applies a multi-stage AC filter for reactive power compensation to the HVDC power algae set point to find a set value of the minimum value.

11. The method of claim 10,
Wherein the HVDC emergency operation unit divides the multi-stage AC filter into sections for inputting one bank each, and finds a set value of the minimum value by applying a linearization algorithm for each input section. The HVDC system Control system.

12. The method of claim 11,
Characterized in that the linearization algorithm is any one of a Levenberg-Marquardt algorithm, a Gradient Descent algorithm, and a Gauss-Newton algorithm. In the emergency state power system, the HVDC System control system.