KR100951953B1 - 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약시스템 및 그 방법 - Google Patents

전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템에 관한 것으로서, 발전기가 생산한 전력을 인가받는 모선들과 모선들 각각에 대한 한계가격 및 오차계수가 기저장된 전력조류DB와, 모선들과 한계가격을 인가받아 한계가격이 유사한 모선들 끼리 색인하는 모선 구분모듈과, 색인된 모선들과 한계가격을 인가받아 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간의 제1 퍼센트 선로조류를 생성하는 선로조류 생성모듈과, 퍼센트 선로조류의 모선
Figure 112008026805441-pat00001
및
Figure 112008026805441-pat00002
과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하여 선로조류 생성모듈로부터 인가받은 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00003
및 모선
Figure 112008026805441-pat00004
과의 제1 및 제2 편차계수들로 생성하는 모선편차 생성모듈과, 제1 편차계수들과 제2 편차계수들간의 차를 계산하여 제1 이중편차계수를 생성하고, 제2 편차계수들과 제1 편차계수들간의 차를 계산하여 제2 이중편차계수를 생성하는 이중편차 생성모듈과, 제1 이중편차계수의 최대값을 추출하여 제1 유사지수를 생성하고, 제2 이중편차계수의 최대값을 추출하여 제2 유사지수를 생성하는 유사지수 생성모듈과, 전력조류DB로부터 오차계수를 인가받고, 제1 및 제2 유사지수보다 작은 오차계수를 갖는 발전기모선 집단과 부하모선 집단을 색인하는 유사모선 구분모듈과, 색인된 발전기모선 집단을 하나의 모선으로 축약하여 제1 축약모선을 생성하고, 색인된 부하모선 집단 각각을 하나의 모선으로 축약하여 제2 축약모선을 생성하며, 제1 및 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전 력값을 생성하는 모선 축약모듈과, 제1 및 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 통해 어드미턴스(전류가 흐르기 쉬운 정도) 정보를 생성하는 어드미턴스 생성모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
전력조류, 발전기, 부하, 모선, 한계가격, 편차계수, 이중편차계수, 유사지수, 축약, 어드미턴스

Description

전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR COMPRESSING ELECTRIC POWER TRANSMISSION ACCORDING TO POWER FLOW AND NODE PRICE OF REGIONAL DIVISION AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 송전망 축약 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력조류와 모선들 각각에 대한 한계가격이 유사한 지역별로 모선들 구분하여 송전함으로써, 송전선로의 제약으로 인한 송전혼잡 발생시에도 효율적인 송전망 운용이 가능한 기술에 관한 것이다.
최적조류계산(OPF: Optimal Power Flow)에 관한 연구는 1960년대 초, 전력계통의 경제급전(ED: economic dispatch)에 관한 연구로 그 중요성이 대두되면서부터 현재까지 활발한 연구가 진행되고 있다. 1962년 Carpentier에 의해 OPF 문제가 처음으로 제안된 후, 이러한 OPF 문제는 최적화 기법과 컴퓨터 기술의 발달에 힘입어 많은 연구가 활발히 진행되고 있는데, 특히 전력산업의 구조개편 논의가 활발히 진행되고 있는 우리나라의 경우, 전력계통의 운용과 계획 및 전력경제 분야 연구에 기초적이고 필수적인 도구(tool)를 제공하는 OPF 문제에 대한 관심은 더욱 커지고 있으며, 많은 연구들이 진행되고 있다.
일반적인 OPF의 개념은 기술적, 물리적, 환경적 제약조건하에서 경제급전계획을 의미하며 개념적으로는 경제급전계획과 전력조류계산을 동시에 수행하는 것이다. 이를 통해서만 단기한계비용을 계산할 수 있으며, 이 단기한계비용의 계산을 통해 각 모선에서의 잠재비용(shadow cost)을 계산해 낼 수 있기 때문에 송전선 사용권과 관련된 중요한 사안인 혼잡비용을 계산할 수 있는 수단이기도 하다.
전통적으로 최적조류계산은 비용최소화를 목적함수로 사용하여 왔다. 이의 가장 큰 이유는, 지금까지의 전력계통은 경제학적 효용이론에 의해서 구축되었다기보다는 공급신뢰도를 먼저 설정하고, 이 기준을 만족시키는 대안 가운데 가장 경제적인(즉, 최소비용인)안을 최적계획안으로 선정하여 계통을 구축하여 왔기 때문이다.
하지만, 경쟁적 전력시장에서는 최소비용 보다는, 최대효용을 추구하는 것이 전력시장의 목적이기 때문에 기존의 OPF 모델의 변형이 불가피하다. 그러나 전력생산의 최소비용을 목적함수로 하든, 아니면 사회효용을 목적함수로 하든, OPF 결과의 수학적ㅇ경제학적 해석에는 큰 차이가 없다.
또한, 비제약 경제급전에서는 가장 발전비용이 저렴한 발전기로부터 전력을 공급받게 되는데, 이때 전력을 인가하는 각 모선별 한계가격이 동일하게 책정됨에 따라 송전선로의 제약으로 인한 송전혼잡이 발생하게 되면 가장 싼 발전기의 발전량이 비제약 경제급전시의 발전량보다 줄어 발전비용이 더 비싼 발전기가 발전하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 전력조류와 모선들 각각에 대한 한계가격 및 오차계수를 설정하고, 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 상기 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간의 퍼센트 선로조류를 생성하여 이들의 편차계수와, 유사지수에 따라 발전기모선 및 부하모선별 각각을 하나의 모선으로 축약함으로써, 송전선로의 제약으로 인한 송전혼잡 발생시에도 효율적인 송전망 운용이 가능하도록 한다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템은, 발전기가 생산한 전력을 인가받는 모선들과 상기 모선들 각각에 대한 한계가격 및 오차계수가 기저장된 전력조류DB(110); 상기 모선들과 한계가격을 인가받아 상기 한계가격이 유사한 모선들 끼리 색인하는 모선 구분모듈(120); 상기 색인된 모선들과 한계가격을 인가받아 상기 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 상기 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간의 제1 퍼센트 선로조류를 생성하는 선로조류 생성모듈(130); 상기 퍼센트 선로조류의 모선
Figure 112008026805441-pat00005
및
Figure 112008026805441-pat00006
과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하여 상기 선로조류 생성모듈(130)로부터 인가받은 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00007
및 모선
Figure 112008026805441-pat00008
과의 제1 및 제2 편차계수들로 생성하는 모선편차 생성모듈(140); 상기 제1 편차계수들과 제2 편차계수들간의 차를 계산하여 제1 이중편차 계수를 생성하고, 상기 제2 편차계수들과 제1 편차계수들간의 차를 계산하여 제2 이중편차계수를 생성하는 이중편차 생성모듈(150); 상기 제1 이중편차계수의 최대값을 추출하여 제1 유사지수를 생성하고, 상기 제2 이중편차계수의 최대값을 추출하여 제2 유사지수를 생성하는 유사지수 생성모듈(160); 상기 전력조류DB(110)로부터 오차계수를 인가받고, 상기 제1 및 제2 유사지수보다 작은 오차계수를 갖는 발전기모선 집단과 부하모선 집단을 색인하는 유사모선 구분모듈(170); 상기 색인된 발전기모선 집단을 하나의 모선으로 축약하여 제1 축약모선을 생성하고, 상기 색인된 부하모선 집단 각각을 하나의 모선으로 축약하여 제2 축약모선을 생성하며, 상기 제1 및 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 생성하는 모선 축약모듈(180); 상기 제1 및 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 통해 어드미턴스(전류가 흐르기 쉬운 정도) 정보를 생성하는 어드미턴스 생성모듈(190); 을 포함한다.
또한, 상기 모선편차 생성모듈(140)은, 상기 모선
Figure 112008026805441-pat00009
과
Figure 112008026805441-pat00010
이 발전기모선일 경우, 상기 모선
Figure 112008026805441-pat00011
이 인가받는 전력량을
Figure 112008026805441-pat00012
만큼 증가시키고, 측정될 지역의 부하모선들의 부하를
Figure 112008026805441-pat00013
만큼 증가시키며, 상기 모선
Figure 112008026805441-pat00014
과
Figure 112008026805441-pat00015
이 부하모선일 경우, 상기 모선
Figure 112008026805441-pat00016
의 부하를
Figure 112008026805441-pat00017
만큼 증가시키고, 측정될 지역의 발전기모선들의 전력량을
Figure 112008026805441-pat00018
만큼 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 퍼센트 선로조류는, [수학식 1]을 통해 생성되되,
Figure 112008026805441-pat00019
은 측정될 지역을 제외한 선로와 연결된 선로이고,
Figure 112008026805441-pat00020
는 측정대 상 선로에 흐르는 유효전력이며,
Figure 112008026805441-pat00021
는 k번째 선로에 흐르는 유효전력이고, n은 측정될 지역의 전체 선로 개수를 의미하며, 측정될 지역의 발전기모선은
Figure 112008026805441-pat00022
,
Figure 112008026805441-pat00023
, ···,
Figure 112008026805441-pat00024
이고, 측정될 지역의 부하모선은
Figure 112008026805441-pat00025
,
Figure 112008026805441-pat00026
, ···,
Figure 112008026805441-pat00027
인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 및 제2 축약모선의 전압크기 및 위상각은 [수학식 2]의 최소자승법을 통해 생성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1 및 제2 축약모선의 유효전력값은 [수학식 3]을 통해서 생성되고, 상기 제1 및 제2 축약모선의 무효전력값은 [수학식 4]를 통해서 생성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상술한 시스템을 기반으로 하는 본 발명의 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 방법은, 전력조류DB에 기저장된 모선정보와 이에 따른 한계가격을 인가받아 상기 한계가격이 유사한 모선들 끼리 색인하고, 상기 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간 퍼센트 선로조류를 생성하는 제1 과정; 상기 퍼센트 선로조류의 모선
Figure 112008026805441-pat00028
과
Figure 112008026805441-pat00029
이 발전기모선일 경우, 모선
Figure 112008026805441-pat00030
이 인가받는 전력량을
Figure 112008026805441-pat00031
만큼 증가시키고, 측정될 지역의 부하모선들의 부하를
Figure 112008026805441-pat00032
만큼 증가시켜 모선
Figure 112008026805441-pat00033
및
Figure 112008026805441-pat00034
과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하며, 상기 제1 과정의 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00035
및 모선
Figure 112008026805441-pat00036
과의 제1 편차계수로 생성하는 제2 과정; 상기 퍼센트 선로조류의 모선
Figure 112008026805441-pat00037
과
Figure 112008026805441-pat00038
이 발전기모선이 아닐 경우, 모선
Figure 112008026805441-pat00039
이 인가받는 부하를
Figure 112008026805441-pat00040
만큼 증가시키고, 측정될 지역의 발전기모선들의 전력량을
Figure 112008026805441-pat00041
만큼 증가시켜 모선
Figure 112008026805441-pat00042
및
Figure 112008026805441-pat00043
과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하며, 상기 제1 과정의 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00044
및 모선
Figure 112008026805441-pat00045
과의 제2 편차계수로 생성하는 제3 과정; 상기 제1 편차계수들과 제2 편차계수들간의 차를 계산하여 제1 이중편차계수를 생성하고, 상기 제2 편차계수들과 제1 편차계수들간의 차를 계산하여 제2 이중편차계수를 생성하는 제4 과정; 상기 모선
Figure 112008026805441-pat00046
과
Figure 112008026805441-pat00047
이 발전기모선일 경우, 상기 제1 이중편차계수의 최대값을 제1 유사지수로 생성하고, 상기 제1 유사지수가 상기 전력조류DB에 기저장된 오차계수보다 작은 오차계수를 갖는 발전기모선 집단을 색인하는 제5 과정; 상기 색인된 발전기모선 집단을 하나의 모선으로 축약된 제1 축약모선으로 축약하고, 상기 제1 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 생성하여 어드미턴스 정보를 생성하는 제6 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제4 과정 이후, 상기 색인된 부하모선 집단을 하나의 모선으로 축약된 제2 축약모선으로 축약하고, 상기 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 생성하여 어드미턴스 정보를 생성하는 제8 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전력조류와 모선들 각각에 대한 한계가격 및 오차계수를 설정하고, 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 상기 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간의 퍼센트 선로조류를 생성하여 이들의 편차계수와, 유사지수에 따라 발전기모선 및 부하모선별 각각을 하나의 모선으로 축약함으로써, 송전선로의 제약으로 인한 송전혼잡 발생시에도 각 모선들이 가장 발전비용이 저렴한 발전기로부터 전력을 공급받을 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템(100)을 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전력조류DB(110), 모선 구분모듈(120), 선로조류 생성모듈(130), 모선편차 생성모듈(140), 이중편차 생성모듈(150), 유사지수 생성모듈(160), 유사모선 구분모듈(170), 모선 축약모듈(180) 및 어드미턴스 생성모듈(190)을 포함한다.
구체적으로, 도 1 및 도 2를 살피면, 전력조류DB(110)는 발전기가 생산한 전 력을 인가받는 전력조류모선(이하, '모선')들과 각각 모선들에 대한 한계가격과, 유사지수 최대허용값(이하, 오차계수(EP: Error Factor))이 기저장되어 있으며, 저장된 모선들에 대한 입력자료는 도 3과 같다.
모선 구분모듈(120)은 전력조류DB(110)로부터 모선들과 이에 따른 한계가격을 인가받아 한계가격이 유사한 모선들 끼리 색인한다.
선로조류 생성모듈(130)은 모선 구분모듈로부터 색인된 모선들과 한계가격을 인가받아 각각 모선을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 송전선로(이하, '선로')와 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 아래의 [수학식 1]에 따라 각각 선로간의 퍼센트 선로조류를 생성한다.
[수학식 1]
Figure 112008026805441-pat00048
이때
Figure 112008026805441-pat00049
은 측정될 지역을 제외한 선로와 연결된 선로이고,
Figure 112008026805441-pat00050
는 측정대상 선로에 흐르는 유효전력이며,
Figure 112008026805441-pat00051
는 k번째 선로에 흐르는 유효전력이고, n은 측정될 지역의 전체 선로 개수를 의미하며, 측정될 지역의 발전기모선은
Figure 112008026805441-pat00052
,
Figure 112008026805441-pat00053
, ···,
Figure 112008026805441-pat00054
이고, 측정될 지역의 부하모선은
Figure 112008026805441-pat00055
,
Figure 112008026805441-pat00056
, ···,
Figure 112008026805441-pat00057
인 것으로 상정한다.
모선편차 생성모듈(140)은 선로조류 생성모듈(130)로부터 퍼센트 선로조류를 인가받는데, 이때 모선
Figure 112008026805441-pat00058
과
Figure 112008026805441-pat00059
이 발전기모선일 경우, 모선
Figure 112008026805441-pat00060
이 인가받는 전력량을 만큼
Figure 112008026805441-pat00061
증가시키고, 측정될 지역의 부하모선
Figure 112008026805441-pat00062
,
Figure 112008026805441-pat00063
, ···,
Figure 112008026805441-pat00064
들의 부하를
Figure 112008026805441-pat00065
만큼 증가시킨 후 상기 [수학식 1]에 따라 모선
Figure 112008026805441-pat00066
및
Figure 112008026805441-pat00067
과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하여 상기 선로조류 생성모듈(130)로부터 인가받은 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00068
및 모선
Figure 112008026805441-pat00069
과의 제1 편차계수로 생성한다.
또한, 모선
Figure 112008026805441-pat00070
과
Figure 112008026805441-pat00071
이 부하모선일 경우, 모선
Figure 112008026805441-pat00072
의 부하를
Figure 112008026805441-pat00073
만큼 증가시키고, 측정될 지역의 발전기모선
Figure 112008026805441-pat00074
,
Figure 112008026805441-pat00075
, ···,
Figure 112008026805441-pat00076
들의 전력량을
Figure 112008026805441-pat00077
만큼 증가시킨 후 상기 [수학식 1]에 따라 모선
Figure 112008026805441-pat00078
및
Figure 112008026805441-pat00079
과 연결선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하여 상기 선로조류 생성모듈(130)로부터 인가받은 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00080
및 모선
Figure 112008026805441-pat00081
과의 제2 편차계수로 생성한다.
이중편차 생성모듈(150)은 모선
Figure 112008026805441-pat00082
과
Figure 112008026805441-pat00083
이 발전기모선일 경우, 모선편차 생성모듈(140)로부터 인가받은 제1 편차계수들과 제2 편차계수들간의 차를 계산하여 이를 모선
Figure 112008026805441-pat00084
과 모선
Figure 112008026805441-pat00085
,
Figure 112008026805441-pat00086
, ···,
Figure 112008026805441-pat00087
들과의 제1 이중편차계수로 생성하고, 모선
Figure 112008026805441-pat00088
과
Figure 112008026805441-pat00089
이 부하모선일 경우, 제2 편차계수들과 제1 편차계수들간의 차를 계산하여 모선
Figure 112008026805441-pat00090
과 모선
Figure 112008026805441-pat00091
,
Figure 112008026805441-pat00092
, ···,
Figure 112008026805441-pat00093
들과의 제2 이중편차계수로 생성한다.
유사지수 생성모듈(160)은
Figure 112008026805441-pat00094
모선 과
Figure 112008026805441-pat00095
이 발전기모선일 경우, 이중편차 생성모듈(150)로부터 인가받은 제1 이중편차계수의 최대값을 추출하여(이하, '제1 최대이중편차계수') 이를 측정될 지역의 모든 발전기모선들과 부하모선들에 대한 유사지수(이하, '제1 유사지수')로 생성한다.
또한 모선
Figure 112008026805441-pat00096
과
Figure 112008026805441-pat00097
이 부하모선일 경우, 제2 이중편차계수의 최대값을 추출 하여(이하, '제2 최대이중편차계수') 이를 측정될 지역의 모든 발전기모선들과 부하모선들에 대한 유사지수(이하, '제2 유사지수')로 생성한다.
유사모선 구분모듈(170)은 유사지수 생성모듈(160)로부터 제1 및 제2 유사지수를 인가받아 전력조류DB(110)로부터 인가받은 오차계수보다 작은 제1 및 제2 유사지수를 갖는 발전기모선 집단과 부하모선 집단으로 색인한다. 이때 색인된 집단들이 중복되는 경우에는 양자 모선들간의 오차계수가 더 작은 모선을 색인한다.
모선 축약모듈(180)은 도 4에 도시된 바와 같이, 색인된 발전기모선 집단과 부하모선 집단 각각을 하나의 모선으로 축약하고, Newton-Raphson기법에 따라 각각 축약된 모선의 전압크기 및 위상각을 아래 [수학식 2]의 최소자승법을 통해 생성하고, 축약된 발전기모선 집단(이하, '제1 축약모선') 및 부하모선 집단(이하, '제2 축약모선')의 유효전력값을 [수학식 3]을 통해서 무효전력값을 [수학식 4]를 통해서 생성한다.
[수학식 2]
Figure 112008026805441-pat00098
[수학식 3]
Figure 112008026805441-pat00099
[수학식 4]
Figure 112008026805441-pat00100
여기서,
Figure 112008026805441-pat00101
는 모선
Figure 112008026805441-pat00102
에서
Figure 112008026805441-pat00103
로 흐르는 유효전력이고,
Figure 112008026805441-pat00104
는 모선
Figure 112008026805441-pat00105
에서
Figure 112008026805441-pat00106
로 흐르는 무효전력이며,
Figure 112008026805441-pat00107
는 전압의 크기와 위상각이고,
Figure 112008026805441-pat00108
은 선로어드미턴스의 실수값이며,
Figure 112008026805441-pat00109
은 선로어드미턴스의 허수값이다.
어드미턴스 생성모듈(190)은 모선 축약모듈(180)로부터 제1 및 제2 축약모선의 전압크기와 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 인가받아 제1 및 제2 축약모선의 어드미턴스(전류가 흐르기 쉬운 정도) 정보를 생성한다.
이하, 본 발명에 따른 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 방법에 대해 살펴본다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 모선 구분모듈(120)이 전력조류DB(110)에 기저장된 모선정보와 이에 따른 한계가격을 인가받아(S111) 한계가격이 유사한 모선들 끼리 색인하고(S121), 선로조류 생성모듈(130)이 색인된 모선들과 한계가격을 인가받아(S122) 상기 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간 퍼센트 선로조류를 생성한다(S131).
이어서 모선편차 생성모듈(140)은 선로조류 생성모듈(130)로부터 퍼센트 선로조류를 인가받아(S132) 모선
Figure 112008026805441-pat00110
과
Figure 112008026805441-pat00111
이 발전기모선일 경우(S141), 모선
Figure 112008026805441-pat00112
이 인가받는 전력량을
Figure 112008026805441-pat00113
만큼 증가시키고(S142a), 측정될 지역의 부하모선
Figure 112008026805441-pat00114
,
Figure 112008026805441-pat00115
, ···,
Figure 112008026805441-pat00116
들의 부하를
Figure 112008026805441-pat00117
만큼 증가시켜(S143a) 모선
Figure 112008026805441-pat00118
및
Figure 112008026805441-pat00119
과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하며(S144a), 상기 선로조류 생성모듈(130)로부터 인가받은 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00120
및 모선
Figure 112008026805441-pat00121
과의 제1 편차계수로 생성한다(S145a).
또한, 상기 S132단계에서 선로조류 생성모듈(130)로부터 인가받은 퍼센트 선로조류의 모선
Figure 112008026805441-pat00122
과
Figure 112008026805441-pat00123
이 발전기모선이 아닐 경우, 모선
Figure 112008026805441-pat00124
이 인가받는 부하를
Figure 112008026805441-pat00125
만큼 증가시키고(S142b), 측정될 지역의 발전기모선
Figure 112008026805441-pat00126
,
Figure 112008026805441-pat00127
, ···,
Figure 112008026805441-pat00128
들의 전력량을
Figure 112008026805441-pat00129
만큼 증가시켜(S143b) 모선
Figure 112008026805441-pat00130
및
Figure 112008026805441-pat00131
과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하며(S144b), 상기 선로조류 생성모듈(130)로부터 인가받은 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
Figure 112008026805441-pat00132
및 모선
Figure 112008026805441-pat00133
과의 제2 편차계수로 생성한다(S144b).
뒤이어, 이중편차 생성모듈(150)은 모선편차 생성모듈(140)로부터 제1 편차계수 및 제2 편차계수를 인가받아(S146) 모선
Figure 112008026805441-pat00134
과
Figure 112008026805441-pat00135
이 발전기모선일 경우(S151), 제1 편차계수들과 제2 편차계수들간의 차를 계산하여(S152a) 이를 모선
Figure 112008026805441-pat00136
과 모선
Figure 112008026805441-pat00137
,
Figure 112008026805441-pat00138
, ···,
Figure 112008026805441-pat00139
들과의 제1 이중편차계수로 생성하고(S153a), 생성된 제1 이중편차계수를 유사지수 생성모듈(160)로 인가한다(S154a).
유사지수 생성모듈(160)은 이중편차 생성모듈(150)로부터 인가받은 제1 이중편차계수의 최대값을 추출하여 제1 유사지수를 생성하고(S161a), 생성된 제1 유사지수를 유사모선 구분모듈(170)로 인가한다(S162b).
유사모선 구분모듈(170)은 유사지수 생성모듈(160)로부터 제1 유사지수를 인가받고, 전력조류DB(110)에 기저장된 오차계수를 인가받아(S112) 오차계수보다 작은 제1 유사지수를 갖는 발전기모선 집단을 색인하여(S171a) 색인된 발전기모선 집단을 모선 축약모듈(180)로 인가한다(S172a).
한편, 상기 S151단계에서, 이중편차 생성모듈(150)이 모선편차 생성모듈(140)로부터 인가받은 제1 편차계수 및 제2 편차계수의 모선
Figure 112008026805441-pat00140
과
Figure 112008026805441-pat00141
이 발전기모선이 아닐 경우, 제2 편차계수들과 제1 편차계수들간의 차를 계산하여(S152b) 이를 모선
Figure 112008026805441-pat00142
과 모선
Figure 112008026805441-pat00143
,
Figure 112008026805441-pat00144
, ···,
Figure 112008026805441-pat00145
들과의 제2 이중편차계수로 생성하고(S153b), 생성된 제2 이중편차계수를 유사지수 생성모듈(160)로 인가한다(S154b).
유사모선 구분모듈(170)은 유사지수 생성모듈(160)로부터 제2 유사지수를 인가받고, 전력조류DB(110)에 기저장된 오차계수를 인가받아(S112) 오차계수보다 작은 제2 유사지수를 갖는 부하모선 집단을 색인하여(S171b) 색인된 부하모선 집단을 모선 축약모듈(180)로 인가한다(S172b).
뒤미처 모선 축약모듈(180)은 유사모선 구분모듈(170)로부터 인가받은 색인된 발전기모선 집단을 제1 축약모선으로 축약하고, 부하모선 집단을 제2 축약모선으로 축약하고(S181), 상기 [수학식 2]의 최소자승법을 통해 제1 및 제2 축약모선의 전압크기 및 위상각을 생성하며(S182), 상기 [수학식 3]을 통해서 제1 및 제2 축약모선의 유효전력값을 상기 [수학식 4]를 통해서 제1 및 제2 축약모선의 무효전력값을 생성한다(S183).
그리고, 유사모선 구분모듈(190)은 모선 축약모듈로(180)부터 제1 및 제2 축약모선의 전압크기와 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 인가받아(S184) 제1 및 제2 축약모선의 어드미턴스 정보를 생성한다(S191).
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템의 구성요소들간의 관계를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 전력조류DB에 저장된 모선정보를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따라 축약된 발전기모선 집단과 부하모선 집단을 각각의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 나타낸 도면,
도 5는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 방법을 나타낸 순서도,
도 6은 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 방법의 구성요소간 정보의 흐름을 나타낸 도면.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100: 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템
110: 전력조류DB 120: 모선 구분모듈
130: 선로조류 생성모듈 140: 모선편차 생성모듈
150: 이중편차 생성모듈 160: 유사지수 생성모듈
170: 유사모선 구분모듈 180: 모선 축약모듈
190: 어드미턴스 생성모듈

Claims (7)

  1. 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템에 있어서,
    발전기가 생산한 전력을 인가받는 모선들과 상기 모선들 각각에 대한 한계가격 및 오차계수가 기저장된 전력조류DB(110);
    상기 모선들과 한계가격을 인가받아 상기 한계가격이 유사한 모선들 끼리 색인하는 모선 구분모듈(120);
    상기 색인된 모선들과 한계가격을 인가받아 상기 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 상기 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간의 제1 퍼센트 선로조류를 생성하는 선로조류 생성모듈(130);
    상기 퍼센트 선로조류의 모선
    Figure 112008026805441-pat00146
    및
    Figure 112008026805441-pat00147
    과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하여 상기 선로조류 생성모듈(130)로부터 인가받은 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
    Figure 112008026805441-pat00148
    및
    Figure 112008026805441-pat00149
    모선 과의 제1 및 제2 편차계수들로 생성하는 모선편차 생성모듈(140);
    상기 제1 편차계수들과 제2 편차계수들간의 차를 계산하여 제1 이중편차계수를 생성하고, 상기 제2 편차계수들과 제1 편차계수들간의 차를 계산하여 제2 이중편차계수를 생성하는 이중편차 생성모듈(150);
    상기 제1 이중편차계수의 최대값을 추출하여 제1 유사지수를 생성하고, 상기 제2 이중편차계수의 최대값을 추출하여 제2 유사지수를 생성하는 유사지수 생성모듈(160);
    상기 전력조류DB(110)로부터 오차계수를 인가받고, 상기 제1 및 제2 유사지수보다 작은 오차계수를 갖는 발전기모선 집단과 부하모선 집단을 색인하는 유사모선 구분모듈(170);
    상기 색인된 발전기모선 집단을 하나의 모선으로 축약하여 제1 축약모선을 생성하고, 상기 색인된 부하모선 집단 각각을 하나의 모선으로 축약하여 제2 축약모선을 생성하며, 상기 제1 및 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 생성하는 모선 축약모듈(180);
    상기 제1 및 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 통해 어드미턴스(전류가 흐르기 쉬운 정도) 정보를 생성하는 어드미턴스 생성모듈(190); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모선편차 생성모듈(140)은,
    상기 모선
    Figure 112008026805441-pat00150
    과
    Figure 112008026805441-pat00151
    이 발전기모선일 경우, 상기 모선
    Figure 112008026805441-pat00152
    이 인가받는 전력량을
    Figure 112008026805441-pat00153
    만큼 증가시키고, 측정될 지역의 부하모선들의 부하를
    Figure 112008026805441-pat00154
    만큼 증가시키며, 상기 모선
    Figure 112008026805441-pat00155
    과
    Figure 112008026805441-pat00156
    이 부하모선일 경우, 상기 모선
    Figure 112008026805441-pat00157
    의 부하를
    Figure 112008026805441-pat00158
    만큼 증가시키고, 측정될 지역의 발전기모선들의 전력량을
    Figure 112008026805441-pat00159
    만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 퍼센트 선로조류는, [수학식 1]을 통해 생성되되,
    Figure 112008026805441-pat00160
    은 측정될 지역을 제외한 선로와 연결된 선로이고,
    Figure 112008026805441-pat00161
    는 측정대상 선로에 흐르는 유효전력이며,
    Figure 112008026805441-pat00162
    는 k번째 선로에 흐르는 유효전력이고, n은 측정될 지역의 전체 선로 개수를 의미하며, 측정될 지역의 발전기모선은
    Figure 112008026805441-pat00163
    ,
    Figure 112008026805441-pat00164
    , ···,
    Figure 112008026805441-pat00165
    이고, 측정될 지역의 부하모선은
    Figure 112008026805441-pat00166
    ,
    Figure 112008026805441-pat00167
    , ···,
    Figure 112008026805441-pat00168
    인 것을 특징으로 하는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템.
    [수학식 1]
    Figure 112008026805441-pat00169
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 축약모선의 전압크기 및 위상각은 [수학식 2]의 최소자승법을 통해 생성되는 것을 특징으로 하는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템.
    [수학식 2]
    Figure 112008026805441-pat00170
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 축약모선의 유효전력값은 [수학식 3]을 통해서 생성되고, 상기 제1 및 제2 축약모선의 무효전력값은 [수학식 4]를 통해서 생성되는 것을 특징으로 하는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 시스템.
    [수학식 3]
    Figure 112008026805441-pat00171
    [수학식 4]
    Figure 112008026805441-pat00172
  6. 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 방법에 있어서,
    전력조류DB에 기저장된 모선정보와 이에 따른 한계가격을 인가받아 상기 한계가격이 유사한 모선들 끼리 색인하고, 상기 모선들을 통해 전력을 공급받는 지역들을 연결하는 선로와 지역내의 모든 내부선로를 대상으로 선로간 퍼센트 선로조류를 생성하는 제1 과정;
    상기 퍼센트 선로조류의 모선
    Figure 112008026805441-pat00173
    과
    Figure 112008026805441-pat00174
    이 발전기모선일 경우, 모선
    Figure 112008026805441-pat00175
    이 인가받는 전력량을
    Figure 112008026805441-pat00176
    만큼 증가시키고, 측정될 지역의 부하모선들의 부하를
    Figure 112008026805441-pat00177
    만큼 증가시켜 모선
    Figure 112008026805441-pat00178
    및
    Figure 112008026805441-pat00179
    과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하며, 상기 제1 과정의 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
    Figure 112008026805441-pat00180
    및 모선
    Figure 112008026805441-pat00181
    과의 제1 편차계수로 생성하는 제2 과정;
    상기 퍼센트 선로조류의 모선
    Figure 112008026805441-pat00182
    과
    Figure 112008026805441-pat00183
    이 발전기모선이 아닐 경우, 모선
    Figure 112008026805441-pat00184
    이 인가받는 부하를
    Figure 112008026805441-pat00185
    만큼 증가시키고, 측정될 지역의 발전기모선들의 전력량을
    Figure 112008026805441-pat00186
    만큼 증가시켜 모선
    Figure 112008026805441-pat00187
    및
    Figure 112008026805441-pat00188
    과 연결된 선로 및 지역내 모든 내부선로의 퍼센트 선로조류를 측정하며, 상기 제1 과정의 퍼센트 선로조류와의 차를 모선
    Figure 112008026805441-pat00189
    및 모선
    Figure 112008026805441-pat00190
    과의 제2 편차계수로 생성하는 제3 과정;
    상기 제1 편차계수들과 제2 편차계수들간의 차를 계산하여 제1 이중편차계수를 생성하고, 상기 제2 편차계수들과 제1 편차계수들간의 차를 계산하여 제2 이중편차계수를 생성하는 제4 과정;
    상기 모선
    Figure 112008026805441-pat00191
    과
    Figure 112008026805441-pat00192
    이 발전기모선일 경우, 상기 제1 이중편차계수의 최대값을 제1 유사지수로 생성하고, 상기 제1 유사지수가 상기 전력조류DB에 기저장된 오차계수보다 작은 오차계수를 갖는 발전기모선 집단을 색인하는 제5 과정;
    상기 색인된 발전기모선 집단을 하나의 모선으로 축약된 제1 축약모선으로 축약하고, 상기 제1 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 생성하여 어드미턴스 정보를 생성하는 제6 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제4 과정 이후,
    상기 모선
    Figure 112008026805441-pat00193
    과
    Figure 112008026805441-pat00194
    이 부하모선일 경우, 상기 제2 이중편차계수의 최대값을 제2 유사지수로 생성하고, 상기 제2 유사지수가 상기 전력조류DB에 기저장된 오차계수보다 작은 오차계수를 갖는 부하모선 집단을 색인하는 제7 과정;
    상기 색인된 부하모선 집단을 하나의 모선으로 축약된 제2 축약모선으로 축약하고, 상기 제2 축약모선의 전압크기, 위상각, 유효전력값 및 무효전력값을 생성하여 어드미턴스 정보를 생성하는 제8 과정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류와 모선가격별 지역구분에 따른 송전망 축약 방법.
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