KR100665379B1 - Training-Purpose HVDC Controller for Power System Engineers and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 DC계통을 포함한 AC계통의 보다 정확한 해석과 더불어 계통운전원들의 위기대처 운전능력을 향상시키기 위해 임의의 계통조작 혹은 여러 가지 상정 시나리오에 대한 해석 및 교육훈련 방법을 제공하기 위한 교육훈련용 HVDC 제어시스템 및 그 운영방법에 관한 것으로서, 교육훈련용 HVDC 제어시스템에 있어서, AC 및 DC계통의 전압 및 전류 값을 측정하는 디지털 시뮬레이터; 상기 디지털 시뮬레이터에서 측정된 전류값을 증폭하는 전류증폭기; 상기 디지털 시뮬레이터에서 측정된 전압값을 증폭하는 전압증폭기; 및 전력계통 운용자가 임의로 조작하는 조작신호에 응하여 직류송전시스템의 작동상태를 알려주는 한편 미리 설정된 시나리오로 직류송전시스템이 작동되도록 하여 학습자가 직류송전시스템의 작동상태를 파악할 수 있도록 하는 HVDC 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an HVDC for training to provide an analysis and training method for any system operation or various assumed scenarios to improve the operational capability of the crisis operator in addition to more accurate analysis of the AC system including the DC system. A control system and a method of operating the same, the training HVDC control system comprising: a digital simulator for measuring voltage and current values of AC and DC systems; A current amplifier for amplifying the current value measured by the digital simulator; A voltage amplifier amplifying the voltage value measured by the digital simulator; And an HVDC controller that notifies the operating state of the DC power transmission system in response to an operation signal arbitrarily manipulated by the power system operator, and enables the DC power transmission system to operate in a preset scenario so that the learner can grasp the operation state of the DC power transmission system. Characterized in that the configuration.
교육훈련용 HVDC 제어시스템, 시뮬레이터, 계통해석, 해남-제주 HVDCTraining HVDC Control System, Simulator, System Analysis, Haenam-Jeju HVDC
Description
도 1은 본 발며인 교육훈련용 HVDC 제어시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도,1 is a block diagram for explaining the configuration of the present invention training HVDC control system;
도 2은 HVDC 제어기 연결 구성도이다. 2 is a configuration diagram of the HVDC controller connection.
도 3는 HVDC 제어기 패널 구성도이다. 3 is an HVDC controller panel configuration diagram.
도 4은 입/출력 신호 흐름도이다.4 is an input / output signal flow diagram.
도 5는 본 발명의 시스템 구성과 교육훈련의 순서도이다.5 is a flow chart of the system configuration and training of the present invention.
도 6은 모의결과 출력화면을 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a simulation result output screen.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
100 : 디지털 시뮬레이터 200 : HVDC 제어기100: digital simulator 200: HVDC controller
300 : 전류증폭기 400 : 전압증폭기300: current amplifier 400: voltage amplifier
본 발명은 교육훈련용 HVDC 제어시스템 및 그 운영방법에 관한 것이다.The present invention relates to a training HVDC control system and its operation method.
특히, DC계통을 포함한 AC계통의 보다 정확한 해석과 더불어 계통운전원들의 위기대처 운전능력을 향상시키기 위해 임의의 계통조작 혹은 여러 가지 상정 시나리오에 대한 해석 및 교육훈련 방법을 제공하기 위한 교육훈련용 HVDC 제어시스템 및 그 운영방법에 관한 것이다. In particular, HVDC control for training to provide more accurate interpretation of AC system including DC system, and to provide analysis and training methods for any system operation or various assumed scenarios to improve the operational ability of crisis operators in response to crisis. It relates to a system and a method of operating the same.
국내에는 1997년 10월 국내 최초로 해남-제주 직류계통 연계 운전이 개시 되었다.In October 1997, Haenam-Jeju DC system linkage operation was started for the first time in Korea.
상기 해남-제주 직류 송전계통의 운용은 교류계통과 달리 국내에서는 최초로 시도 시스템으로서, 직류계통은 교류계통과는 설비 및 운용제어가 매우 상이한 기술이며 전력용 반도체 변환설비에 의하여 고속으로 전력 제어가 이루어지는 한편, 고도의 제어보호시스템으로 구성되어 있는 첨단 전력 제어 시스템이다. Unlike the AC system, the operation of the Haenam-Jeju DC transmission system is the first attempt system in Korea, and the DC system is a very different technology from the AC system in terms of equipment and operation control. On the other hand, it is an advanced power control system composed of advanced control protection system.
그러나, 국내 직류송전 운용경험이 부족하고 기술지원 체계가 취약하여 제주도내 정전을 포함하여 직류계통의 빈번한 급전정지가 발생되고 있는 실정이다. However, due to lack of domestic DC transmission experience and weak technical support system, frequent power failure of DC system including power outage in Jeju Island is occurring.
이에, 제주도 계통의 고유한 특성을 고려한 직류송전 설비의 운용, 보호 및 제어 기술 확보가 시급한 실정이다. Therefore, it is urgent to secure the operation, protection and control technology of the DC transmission facility considering the unique characteristics of the Jeju Island system.
일반적으로 DC계통을 포함한 AC계통의 해석은 국내의 계통 해석 툴로 널리 사용되는 비실시간 S/W인 PSS/E의 범용 HVDC 모델을 사용한 제한적인 해석이 사용되고 있으나, 계통 운용자의 임의의 제어 및 다양한 모의가 불가능한 단점을 가지고 있다. In general, the analysis of AC system including DC system is limited using the general-purpose HVDC model of PSS / E, which is a non-real-time S / W widely used as a domestic system analysis tool. Has an impossible disadvantage.
또한, PSS/E 비실시간 계통해석 프로그램을 사용하여 모의한 해석결과는 모의 가능한 계통규모의 제한 및 해남-제주 제어특성을 반영한 모델이 아니기 때문에 이러한 계통해석/분석 역시 국부적으로 이루어질 수 밖에 없는 문제점이 있다.In addition, since the simulation results simulated using the PSS / E non-real-time system analysis program are not models that reflect the limitation of the simulation scale and the control characteristics of Haenam-Jeju, such system analysis / analysis must be performed locally. have.
이에, 합리적인 운용을 위해서는 AC-DC 연계계통의 제어 및 보호협조 전반에대한 운전원의 교육/훈련이 필요한 실정이다. For this reason, the operator's education / training on the control and protection coordination of the AC-DC linkage system is necessary for rational operation.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본발명의 목적은 DC계통을 포함한 AC계통의 보다 정확한 해석과 더불어 계통운전원들의 위기대처 운전능력을 향상시키기 위해 실제 시스템과 동일하게 제작하고, 임의의 계통조작 혹은 여러 가지 상정 시나리오에 대한 해석 및 교육훈련 방법을 제공하기 위한 교육훈련용 HVDC 제어시스템 및 그 운영방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to provide a more accurate interpretation of the AC system including the DC system and the same as the actual system to improve the crisis management operation ability of the system operator It is to provide a training HVDC control system and its operation method to provide a method of analysis and training for any system operation or various assumed scenarios.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전력계통 운용자 대상의 교육훈련 케이스 개발과 이에 대한 효율적이고 사용자 편의 환경으로 개발하고자 데이터베이스 관리기능과 그래픽 사용자 인터페이스가 제공되는 컴퓨터 윈도우즈 환경의 교육훈련 시스템인 교육훈련용 HVDC 제어시스템 및 그 운영방법을 제공하는데 있다.
In addition, another object of the present invention is to develop a training case for a power system operator and to develop an efficient and user-friendly environment thereof. To provide a control system and its operation method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 교육훈련용 HVDC 제어시스템에 있어서, AC 및 DC계통의 전압 및 전류 값을 측정하는 디지털 시뮬레이터; 상기 디지털 시뮬레이터에서 측정된 전류값을 증폭하는 전류증폭기; 상기 디지털 시뮬레이터에서 측정된 전압값을 증폭하는 전압증폭기; 및 전력계통 운용자가 임의로 조작하는 조작신호에 응하여 직류송전시스템의 작동상태를 알려주는 한편 미리 설정된 시나리오로 직류송전시스템이 작동되도록 하여 학습자가 직류송전시스템의 작동상태를 파악할 수 있도록 하는 HVDC 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object, the training HVDC control system, Digital simulator for measuring the voltage and current value of the AC and DC system; A current amplifier for amplifying the current value measured by the digital simulator; A voltage amplifier amplifying the voltage value measured by the digital simulator; And an HVDC controller that notifies the operating state of the DC power transmission system in response to an operation signal arbitrarily manipulated by the power system operator, and enables the DC power transmission system to operate in a preset scenario so that the learner can grasp the operation state of the DC power transmission system. Characterized in that the configuration.
그리고, 상기 HVDC 제어기는, 상기 측정된 전압 및 전류값을 미리 설정된 조건으로 조절하는 Measurement Cubicle; 상기 조절된 전압 및 전류 신호에 응하여 컨버터 보호를 하는 Pole 보호부; 상기 조절된 전압 및 전류 신호, 외부로부터 입력되는 전압 및 전류 지령값에 응하여 점호신호 발생을 담당하는 페이저 제어부; 상기 조절된 전압 및 전류 신호, 그리고 외부로부터 입력되는 전력/주파수/전류 요구값에 응하여 전압 및 전류 지령값을 상기 페이저 제어부로 출력하는 Pole 제어부; 및 미리 설정된 운전조건과 외부로부터 입력되는 다수의 명령에 응하여 전력/주파수/전류 요구값을 생성하고, 상기 생성된 전력/주파수/전류 요구값을 상기 Pole 제어부로 출력하는 Master 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.The HVDC controller may include: a measurement cubicle configured to adjust the measured voltage and current values to preset conditions; A pole protection unit configured to protect the converter in response to the regulated voltage and current signals; A pager controller in charge of generating a firing signal in response to the adjusted voltage and current signals and a voltage and current command value input from the outside; A pole controller for outputting a voltage and current command value to the pager controller in response to the adjusted voltage and current signals and power / frequency / current input values input from the outside; And a master controller configured to generate a power / frequency / current request value in response to a preset operation condition and a plurality of commands input from the outside, and to output the generated power / frequency / current request value to the pole controller. It is done.
상기 페이저 제어부는, 1개의 Pole을 이루는 12펄스 밸브의 점호신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.The phaser control unit outputs a firing signal of a 12-pulse valve constituting one pole.
그리고, 상기 페이저 제어부는, 상기 폴 제어부에 의해 계산된 전압, 전류의 지령값에 따라 점호각을 계산하여 점호 펄스를 생성하는 것이 바람직하다.The pager control unit preferably generates a firing pulse by calculating the firing angle according to the command value of the voltage and current calculated by the pole control unit.
그리고, 본 발명은 모의실험자에 의해 조작되어 전체 시스템을 작동시키기 위한 복수의 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that it further comprises a plurality of switches operated by the simulator to operate the entire system.
그리고, 상기 Measurement Cubicle, Pole 제어부 그리고 마스터 제어부의 하부에는, DC 선로의 전압 지려치를 발생하는 전압 명령 제어부; 양극운전 시작시 또는 중성선 접지 스위치 개폐시 정력주파수에서 양극의 전류가 동일하게 유지되도록 하는 전류 밸런스부; 루프 디스에이블 및 알파 민 신호를 생성하여 출력하는 Auxiliary 루프 제어부; 정주파수 운전시 인버터계통 주파수를 60Hz로 유지시키는 주파수 제어부; 운전원의 조작 또는 보호 시스템에 의한 Block/DeBlock 운전모드시 밸브의 점호 순서를 제어하기 위한 블록킹 제어부; 밸브측 AC 전압을 일정범위로 유지하기 위한 탭조절신호를 생성하는 자동 탭변환 제어부; DC 전력 지령치에 따른 전류 지령치를 생성하는 파워 제어부로 구성된 폴 제어 및 명령 시스템이 부가되어 구비되는 것을 특징으로 한다.And a voltage command controller for generating a voltage bias of a DC line under the measurement cubicle, pole controller and master controller; A current balance unit for maintaining the current of the anode at the energetic frequency at the start of the anode operation or at the opening and closing of the neutral ground switch; An auxiliary loop controller configured to generate and output a loop disable and an alpha min signal; A frequency controller for maintaining an inverter system frequency at 60 Hz during constant frequency operation; A blocking control unit for controlling the firing sequence of the valve in the Block / DeBlock operation mode by an operator's operation or a protection system; An automatic tap change control unit for generating a tap control signal for maintaining the valve side AC voltage in a predetermined range; A pole control and command system comprising a power control unit for generating a current command value according to the DC power command value is added.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 계통운전원에 대한 HVDC 제어시스템의 교육훈련을 수행함에 있어서, (a) 사고모의 드래프트를 작성하는 단계; (b) 사고모의 드래프트가 작성된 경우 상기 작성된 사고모의 드래프트에 의해 사고모의 실험이 시작되도록 하고, 사고모의 드래프트가 작성되지 않은 경우 미리 등록된 시나리오에 적용시켜 사고모의 실험이 시작되도록 하는 단계; (c) 상기 HVDC 제어기가 운전됨에 따라 생성된 운전 특성을 이용하여 전압 및 전류 등의 지령값을 계산하는 단계; (d) 컨트롤 데스크를 이용하여 HVDC 제어기의 운전환경 및 운전요구량을 설정하는 단계; (e) 모의결과를 출력하는 한편 저장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, another embodiment of the present invention, in performing the training of the HVDC control system for the system operator, (a) creating an accident simulation draft; (b) allowing an accident simulation experiment to be started by the draft of the accident simulation draft when the accident simulation draft is created, and applying the accident simulation experiment to a pre-registered scenario when the accident simulation draft is not created; (c) calculating command values such as voltage and current by using the operation characteristics generated as the HVDC controller is operated; (d) setting an operation environment and an operation requirement of the HVDC controller using a control desk; (e) outputting and storing the simulation results.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 교육훈령용 HVDC 제어시스템에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the training instruction for the HVDC control system as follows.
첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이 AC 및 DC계통의 전압 및 전류 값을 측정하는 디지털 시뮬레이터(100)와, 상기 디지털 시뮬레이터(100)에서 측정된 전류값을 증폭하는 전류증폭기(200)와, 상기 디지털 시뮬레이터에서 측정된 전압값을 증폭하는 전압증폭기(300)와, 전력계통 운용자가 임의로 조작하는 조작신호에 응하여 직류송전시스템의 작동상태를 알려주는 한편 미리 설정된 시나리오로 직류송전시스템이 작동되도록 하여 학습자가 직류송전시스템의 작동상태를 파악할 수 있도록 하는 HVDC 제어기(400)와, 모의실험자에 의해 조작되어 전체 시스템을 작동시키기 위한 복수의 스위치를 갖는 컨트롤 데스크(500)로 구성된다.1, a
그리고, 상기 HVDC 제어기(400)는 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 측정된 전압 및 전류값을 미리 설정된 조건으로 조절하는 Measurement Cubicle(410)와, 상기 조절된 전압 및 전류 신호에 응하여 컨버터 보호를 하는 Pole 보호부(420)과, 상기 조절된 전압 및 전류 신호, 외부로부터 입력되는 전압 및 전류 지령값에 응하여 점호신호 발생을 담당하는 페이저 제어부(430)과, 상기 조절된 전압 및 전류 신호, 그리고 외부로부터 입력되는 전력/주파수/전류 요구값에 응하여 전압 및 전류 지령값을 상기 페이저 제어부(430)로 출력하는 Pole 제어부(440)와, 미리 설정된 운전조건과 외부로부터 입력되는 다수의 명령에 응하여 전력/주파수/전류 요구값을 생성하고, 상기 생성된 전력/주파수/전류 요구값을 상기 Pole 제어부(420)로 출력하는 Master 제어부(450)로 구성된다.In addition, the HVDC controller 400 includes a
상기 구성은 Pole 개수만큼 구비된다.The configuration is provided by the number of poles.
상기 페이저 제어부(430)는 1개의 Pole을 이루는 12펄스 밸브의 점호신호를 출력한다. 그리고, 상기 페이저 제어부(430)는, 상기 폴 제어부에 의해 계산된 전압, 전류의 지령값에 따라 점호각을 계산하여 점호 펄스를 생성한다.The
그리고, 상기 Measurement Cubicle(410), Pole 제어부(440) 그리고 마스터 제어부(450)의 하부에는, 첨부 도면 도 3에 도시된 바와 같이, DC 선로의 전압 지려치를 발생하는 전압 명령 제어부(1)와, 양극운전 시작시 또는 중성선 접지 스위치 개폐시 정력주파수에서 양극의 전류가 동일하게 유지되도록 하는 전류 밸런스부(2)와, 루프 디스에이블 및 알파 민 신호를 생성하여 출력하는 Auxiliary 루프 제어부(3)와, 정주파수 운전시 인버터계통 주파수를 60Hz로 유지시키는 주파수 제어부(4)와, 운전원의 조작 또는 보호 시스템에 의한 Block/DeBlock 운전모드시 밸브의 점호 순서를 제어하기 위한 블록킹 제어부(5)와, 밸브측 AC 전압을 일정범위로 유지하기 위한 탭조절신호를 생성하는 자동 탭변환 제어부(6)와, DC 전력 지령치에 따른 전류 지령치를 생성하는 파워 제어부(7)와, 상기 전류 밸런스(2), 주파수 제어부(4), 파워 제어부(7)로부터 입력되는 신호를 이용하여 폴전류 지령치를 생성하는 전류 명령 제어부(8)로 구성된 폴 제어 및 명령 시스템(PSSC)이 부가된다.In addition, under the
상기와 같이 구성된 교육훈련용 HVDC 제어시스템의 운영방법에 대해 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation method of the training HVDC control system configured as described above are as follows.
본 발명이 적용된 교육훈련용 HVDC 제어시스템의 운영방법은 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이 먼저 사고모의 드래프트를 작성되었는지를 판단(S100)한다. 그리고, 사고모의 드래프트가 작성된 경우 상기 작성된 사고모의 드래프트에 의해 사고모의가 시작되도록 하고(S110), 사고모의 드래프트가 작성되지 않은 경우 미리 등록된 시나리에 적용시켜 사고모의 실험이 시작되도록 한다(S120). The method of operating the training training HVDC control system to which the present invention is applied first determines whether an accident simulation draft is prepared as shown in FIG. 5 (S100). When the draft of the accident simulation is made, the accident simulation is started by the draft of the accident simulation (S110), and when the draft of the accident simulation is not prepared, the accident simulation experiment is started by applying to a pre-registered scenario (S120). .
그리고, 상기 HVDC 제어기(400)가 운전됨에 따라 생성된 운전 특성을 이용하여 해석대상 계통을 구성하고(S130), 전력/주파수/전류값을 연산하여 산출하고(S140), 최종 전압 및 전류 등의 지령값을 계산한다(S150).Then, using the operating characteristics generated by the operation of the HVDC controller 400 configures the analysis target system (S130), calculates and calculates the power / frequency / current value (S140), such as the final voltage and current The command value is calculated (S150).
그리고, 학습자가 컨트롤 데스크(500)를 이용하여 HVDC 제어기(400)의 운전환경 및 운전요구량을 설정(S160)할 수 있도록 한다. 상기와 같이 설정된 운전환경 및 운전요구량에 의해 HVDC 제어기(400)의 동작이 제어되고, 상기 동작이 완료되면 모의결과를 출력(첨부 도면 도 6 참조)하는 한편 저장한다(S170).In addition, the learner may use the
상기 교육훈련용 HVDC 제어시스템에는 AC계통의 상황, DC전력의 전송용량과 전송 방향 및 컨버터의 제어모드를 포함한 여러 가지 운전모드가 존재한다. The training HVDC control system has a variety of operating modes, including the situation of the AC system, the transmission capacity and transmission direction of the DC power, and the control mode of the converter.
따라서, 교육훈련용 HVDC 제어시스템가 여러 가지 운전모드에서 동작되도록 한 후 HVDC 제어기를 동작시켜 계통해석 및 교육훈련을 수행하는 것이다. 이를 위해 실제 해남-제주간 설치 운용중인 HVDC 제어기를 면밀히 분석(하위 밸브 제어부분), 실제 제어신호의 상호 연결정보를 이용하여 하나의 제어기로 통합 구성한다.Therefore, after the training HVDC control system is operated in various operating modes to operate the HVDC controller to perform the system analysis and training. For this purpose, HVDC controller in actual installation of Haenam-Jeju is analyzed closely (lower valve control part) and integrated into one controller using interconnection information of actual control signal.
또한, 교육훈련용 HVDC 시스템의 제어특성은 다음과 같다. In addition, the control characteristics of the training HVDC system is as follows.
Rectifier는 전압과 전류제어 루프를 가지고 있으며 정상상태(ABC곡선)에서 는 전압제어기가 선택되어 동작하고 과도상태나 AC측 고장상태(CC'EF곡선)에서는 전류제어기가 동작한다. The rectifier has a voltage and current control loop. In normal state (ABC curve), the voltage controller is selected and operates. In the transient state or AC side fault state (CC'EF curve), the current controller operates.
[표][table]
이때 전류 제어기와 전압 제어기의 선택은 전류 제어 출력값과 전압 제어 출력값을 비교하여 큰 값을 선택하는 최대 선택기(Maximum Value Selector)에 의해 이루어진다. At this time, the selection of the current controller and the voltage controller is made by a maximum value selector which selects a large value by comparing the current control output value and the voltage control output value.
또한, 인버터는 전류 제어 루프와 최소 γ제어기 루프르 가지고 있으며 정상상태(ABC곡선)에서는 전류제어기가 선택되어 동작하고 과도상태나 AC측 고장상태(CC'EF곡선)에서는 최소 γ제어기가 동작한다. In addition, the inverter has a current control loop and a minimum γ controller loop. In the normal state (ABC curve), the current controller is selected and operated. In the transient state or the AC side fault state (CC'EF curve), the minimum γ controller operates.
이때 전류제어기가 최소 γ제어기의 선택은 전류 제어 출력값과 최소 γ제어 출력값을 비교하여 작은 값을 선택하는 최소 선택기(Minimum Value Selector)를 이용한다.At this time, the current controller selects the minimum γ controller by using a minimum value selector which selects a small value by comparing the current control output value with the minimum γ control output value.
상기 교육훈련용 HVDC 제어시스템은 각 Pole당 2개씩 4개의 12펄스 밸브그룹으로 구성된 양극성(Bipole)구조로 이뤄져 있으며, ±180kV, 833A의 정격용량으로 최대 300MW까지의 전력을 양방향으로 전송할 수 있도록 설계되어 있다. The training HVDC control system consists of a bipolar structure consisting of four 12-pulse valve groups, two for each pole, and is designed to transmit power up to 300MW in both directions with a rated capacity of ± 180kV and 833A. It is.
상기 교육훈련용 HVDC 제어시스템은 소프트웨어로 구현된 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이 마스터 제어부(450), 폴 제어부(440) 블록과 아날로그 형태의 카드 단위로 이뤄진 페이저 제어부(430)와 폴 보호부(420) 블록 등으로 구성된다.The training HVDC control system includes a
그리고, 학습자는 첨부 도면 도 1 및 도 4에 도시된 컨트롤 데스크(500)에서는 아래의 표에서 보는 바와 같이 시스템의 운전 환경 및 운전 요구량을 설정한다. In addition, the learner sets the driving environment and driving requirements of the system in the
표. Control Desk의 조작 항목table. Control Items in Control Desk
마스터 제어부(450)는 HVDC-시스템의 자동운전제어를 위해 사용하는 부분으로 각 자체 변환소(C/S)에 Pole당 하나씩 두 개의 Master Control Cubicle(이하 MCC)이 있다. 마스터 제어부(450)는 C/S의 기동/정지, 시퀀스 제어 등의 자동운전 을 총괄하며 모뎀을 통해 상대편 C/S의 MC와 정보를 교환함으로써 협조 제어를 수행한다. 아울러 컨트롤 데스크(500)의 지령과 폴 제어부(440)의 출력신호(전류, 전압, 전력 그리고 주파수)를 이용하여 제어모드에 따른 전력/주파수/전류 요구 값을 폴제어부(440)로 전달하게 된다. The
한편 첨부 도면 도 3에 도시된 PCCS(Pole Control &Command System)은 DC 선로의 전압 지려치를 발생하는 전압 명령 제어부(1)와, 양극운전 시작시 또는 중성선 접지 스위치 개폐시 정력주파수에서 양극의 전류가 동일하게 유지되도록 하는 전류 밸런스부(2)와, 루프 디스에이블 및 알파 민 신호를 생성하여 출력하는 Auxiliary 루프 제어부(3)와, 정주파수 운전시 인버터계통 주파수를 60Hz로 유지시키는 주파수 제어부(4)와, 운전원의 조작 또는 보호 시스템에 의한 Block/DeBlock 운전모드시 밸브의 점호 순서를 제어하기 위한 블록킹 제어부(5)와, 밸브측 AC 전압을 일정범위로 유지하기 위한 탭조절신호를 생성하는 자동 탭변환 제어부(6)와, DC 전력 지령치에 따른 전류 지령치를 생성하는 파워 제어부(7)와, 상기 전류 밸런스(2), 주파수 제어부(4), 파워 제어부(7)로부터 입력되는 신호를 이용하여 폴전류 지령치를 생성하는 전류 명령 제어부(8)로 구성되어, 교육훈련용 HVDC 제어시스템의 운전 특성을 반영하는 부분으로 상위 마스터 제어부(450)로부터 전달된 전력/주파수/전류 요구값을 기준값으로 사용하고 Measurement Cubicle(410)을 통해 적절한 제어신호의 레벨로 조정된 DC 전압과 전류 신호 그리고 제주측 모선에 연결된 동기 조상기로부터 얻어지는 주파수를 측정값으로 하여 전압 및 전류 등의 지령값을 계산한다. On the other hand, the PCCS (Pole Control & Command System) shown in FIG. 3 has a voltage
폴 보호부(420)는 도면으로는 도시되지 않았으나 AC/DC 전류차등 보호 회로 (AC/DC Differential)와, DC전압의 기본파 성분으로부터 컨버터 보호 (Asymmetry)회로와, 비정상 점호/소호 신호로부터 컨버터 보호 (Abnormal Firing Angle)회로와, AC 과전압 보호 회로 (AC Over-Voltage)와, AC 과전류 보호 회로 (AC Over-Current)와, DC 과전압/과전류 보호 회로 (DC OV & OC)로 구성되어 있으며, 상기 폴 보호부(420)는 컨버터의 보호를 위해 사고 발생을 판단하고 사고의 정도에 따른 보호동작을 수행한다. Although not shown in the drawing, the
페이저 제어부(430)는 도면으로 도시되지 않은 AC 전압 측정 (AC Voltage Measurement)회로와, 점호신호 위상 제한 (Phase Limit) 회로와, 루프 제어 (Loop Control)회로와, 오실레이터 펄스 발생 회로 (Oscillator)와, 점호펄스 배분 회로 (Ring Counter)와, 점호신호 균등 보정 회로 (Alpha Balancing)와, 소호신호균등보정회로(GammaBalancing)로 구성되어 있으며, 페이저 제어부(430)는 폴 제어부(440)에 의하여 계산된 전압, 전류의 지령값에 따른 적절한 점호각(α)를 계산하여 점호펄스를 생성한다. The
상기와 같이 여러 가지 설정치를 변화시킴으로써 교육훈련용 HVDC 제어기의 동작을 변화시킬 수 있게 되는데, HVDC 시스템 운영 전반에 걸친 실무를 훈련할 수 있도록 훈련 코스별 세부항목을 아래와 같이 결정한다.By changing the various settings as described above it is possible to change the operation of the training HVDC controller, the details of each training course to determine the training course to practice the overall operation of the HVDC system is determined as follows.
- 컨버터 변압기 탭제어 -Converter transformer tap control
- 개선된 점호신호 기능Improved call signal function
- 밸브그룹 내/외부사고(접지사고 포함)-Internal / external accident of valve group
- 정류기측 전류 제어기 -Rectifier side current controller
- 인버터측 감마 제어기-Inverter side gamma controller
- 외부송전선 사고에 따른 계전기 동작으로 Pole Trip 사고-Pole trip accident by relay operation according to external power line accident
- 154kV 모선 보호계전기 동작으로 Pole Trip 사고-Pole Trip accident due to operation of 154kV bus protection relay
본 발명은 종래 계통운전원의 경험적 지식을 기반으로 비실시간 S/W에 의해 제한적으로 이루어지던 모의 훈련에 대한 교육을 실시간 알고리즘을 바탕으로 계통운전원의 임의의 제어에 대한 효율적인 운전훈련이 가능하도록 해주며, 실제 상황과 유사한 사전 모의훈련을 통한 운전원의 빠르고 정확한 대처능력은 직류 송전계통의 안정 운용 및 보호제어 기술에 관한것이며, 실제 해남-제주 HVDC 연계계통의 운용신뢰도 향상 및 계통사고 발생시 경제적 손실의 절감효과가 있다.The present invention enables the efficient operation training for any control of the system operator based on the real-time algorithm for the training on the simulation training that was limited by the non-real-time S / W based on the conventional knowledge of the existing system operator The fast and accurate coping ability of the operator through pre-training similar to the actual situation is related to the stable operation and protection control technology of the DC transmission system.In addition, the operation reliability of Haenam-Jeju HVDC linkage system is improved and the economic loss in the event of a system accident is reduced. It works.
본 발명의 실시간 알고리즘을 바탕으로 한 HVDC 제어 시스템은 실제 해당 해남-제주 HVDC 제어시스템을 사용하는 것과 동일한 훈련 결과를 얻을수 있고, 사용자의 임의의 제어기능을 확보함과 동시에, 여러 가지의 상정 시나리오에 의한 모의가 가능할 뿐만 아니라, 향후 남북연계, 동북아 연계 등의 시스템 도입 및 계통 투입시 고유한 동특성이 계통에 미치는 영향을 사전에 검토 및 필요한 운전원들의 교육/훈련을 실제 기기와 흡사한 환경에서 실시할 수 있는 효과가 있다.Based on the real-time algorithm of the present invention, the HVDC control system can obtain the same training results as the actual use of the corresponding Haenam-Jeju HVDC control system. Not only can it be simulated, but it is also possible to examine in advance the effect of unique dynamic characteristics on the system when introducing a system such as inter-Korean linkage and Northeast Asia linkage, and to operate the system in an environment similar to the actual equipment. It can be effective.
또한, 본 발명은 전력계통 운용 및 계획 수립용으로도 활용될 수 있을 것으로 보이며, 이 결과 제주계통으로 저렴한 전력을 효율적으로 공급시켜 계통 안정화 도모 및 정전예방에 의한 피해, 복구비용 예산 절감에 큰 효과가 있을 것으로 기대된다. In addition, the present invention is expected to be used for power system operation and planning, and as a result, by efficiently supplying inexpensive power to the Jeju system, it has a great effect on system stabilization and damage caused by power failure prevention, and reduction of recovery cost budget. It is expected to be.
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