KR101004147B1

KR101004147B1 - 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 계량방법

Info

Publication number: KR101004147B1
Application number: KR1020100030568A
Authority: KR
Inventors: 신동열
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-12-27
Also published as: US20110241655A1; US9110110B2

Abstract

본 발명은 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따르면, 감지된 전압/전류를 통해 수전용 및 송전용 피상전력 및 역율을 계산할 수 있는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 방법을 제공할 수 있다.

Description

역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 계량방법{bidirectional 3 phase power meter for compensating reverse load flow and method thereof}

본 발명은 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 및 방법에 관한 것이다.

고객 측에서 사용한 전력 또는 발전된 전력과 무관하게 한전계통 측의 역 조류현상으로 전력량이 과다계량 또는 부족 계량되는 현상이 발생되고 있다.

특히 태양광 발전, 풍력발전 등 분산전원 송, 배전계통 연계시 역 조류 현상은 심각하게 발생되며, 계량기의 오차 정밀도와 무관하게 역 조류에 의한 오차가 발생 된다.

계량기는 계량항목으로 최대전력, 유효전력 사용량, 역율로 요금을 정산한다. 따라서 계량의 기준점은 유효전력 영역을 기준으로 무효전력 영역과 겹치는 부분이 계량기의 계산영역이다.

무효전력 영역에서 0~180도 영역은 지상 무효전력 구간이고, 60~-120도 영역은 지상과 진상 무효전력 구간이며, 90~-90도 영역은 지상과 진상구간으로, 무효전력량계의 종류가 다양하다. 예를 들면 0~180도의 지상구간의 무효전력계는 진상 무효전력은 계량이 되지 않으며, 이와 반대로 송전시에는 진상무효전력이 계량되어 역율계산시 오차가 발생되며, 60~-120도 영역은 진상과 지상을 동시에 계량을 할 수 있으나, 60도를 초과하는 부분은 계량을 할 수 없는 문제점이 있다. 따라서 계산영역에서와 같이 유효전력영역 과 무효전력영역 분이 일치하는 것이 가장 이상적이다.

통상 수전고객은 연계용 변압기의 결선방식이 △-Y결선방식을 사용하며, 발전고객은 Yg-△결선방식을 사용한다. 일반적 수전고객의 조류방향은 한전 측에서 고객측 방향으로 흐르며, 발전고객이 발전을 할 때는 반대로 고객 측에서 한전측 방향으로 흐른다. 전원측에서 부하측 또는 부하측에서 전원측의 3상 동일한 조류방향과 다르게 상별로 조류방향이 혼재된 상태가 되면 계량오차가 발생된다. 그 이유는 연계용변압기의 결선방식으로 인해 전원계통의 부하 불평형이 발생되면 역 조류현상이 발생하게 되며, 이때 3상중 1상의 조류방향이 바뀌는 역 조류 현상이 발생되고 이로 인해 과부족 계량오차가 발생된다. 이와 같은 현상은 주로 발전고객 측에서 발생되며, 연계용 변압기 결선에 따라 수전고객도 종종 발생되고 있다.

종래 발전고객은 수전용 계량기와 송전용 계량기를 각각 설치하여 수전전력량과 송전전력량을 각각 정산한다. 이때, 수전상태에서는 수전용 계량기가 계량되며, 발전상태에서는 송전용 계량기가 계량된다. 그러나 역 조류상태에서는 발전고객과 무관하게 한전 계통의 영향으로 역 조류 현상이 발생되고 이로 인해 수전계량기와 발전계량기가 과부족 계량오차가 발생되고 있다.

그리고 송전용 계량기도 수전용 계량기와 같은 형태로 구성되어 있으며, 송전용과 수전용을 모두 계량하는 양방향 계량기는 단방향 계량방식을 2대를 결합해서 사용한다.

본 발명은 계통의 영향으로 역 조류 발생시 전력 공급자와 전력 수요자간의 전력 계량의 신뢰성을 높이기 위하여 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 발전설비와 무관하게 전력 계통의 영향으로 역 조류 발생시 역 조류분이 제외되고, 송/수전 사용량을 계량하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상별 전압 또는 상별 전류를 감지하는 전압/전류 감지부; 상기 상별 전압 또는 상별 전류값을 이용하여 상별 위상차를 계산하고, 중성선 전류를 계산하여 수전 방향 또는 송전 방향을 측정하는 양방향 측정부; 상기 상별 전압, 상별 전류 및 상기 상별 위상차를 이용하여 순시 전력을 계산하는 순시전력 계산부; 상기 양방향 측정부로부터 계산된 상별 위상차와 상기 중성선 전류를 통해 역 조류 발생을 판단하는 역 조류 판단부; 상기 역 조류 판단부에서 역 조류가 발생된 것으로 판단 시 발생된 역 조류 전력을 계산하는 역 조류 계산부; 상기 순시전력과 상기 역 조류 전력을 통해 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하여 실사용 전력을 계산하는 실사용전력 계산부; 상기 실사용 전력의 유효전력 또는 무효전력을 판단하는 송/수전 방향 판단부; 상기 송/수전 방향 판단부에서 계산된 유효전력 및 무효전력량을 보정하고 이를 누적하여 저장하는 전력 계량값 저장부; 및 상기 전력 계량값 저장부에 저장된 유효전력 및 무효전력과 전력 누적량을 통해 피상전력과 역율을 계산하는 피상전력/역율 계산부를 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기를 제공할 수 있다.

상기 양방향 측정부는 수전 방향 측정부; 및 송전 방향 측정부를 더 포함하되, 상기 수전방향 측정부는 상기 상별 전압의 위상에서 상기 상별 전류의 위상을 차감하여 측정하고, 상기 송전방향 측정부는 상기 수전방향 측정부에 측정된 위상에 180도를 가산하여 측정할 수 있다.

상기 양방향 측정부는 3상 전류 벡터합을 계산하여 상기 중성선 전류를 측정하는 중성선 전류 측정부를 더 포함할 수 있다.

상기 순시 전력 계산부는 수전방향 순시 전력을 계산하는 수전용 순시전력 계산부; 및 송전방향 순시 전력을 계산하는 송전용 순시전력 계산부를 더 포함할 수 있다.

상기 수전용 순시전력 계산부는 상별 순시 유효전력을 계산하는 순시 유효전력 계산부; 및 상별 순시 무효전력을 계산하는 순시 무효전력 계산부를 더 포함할 수 있다.

상기 역 조류 판단부는 상별 전류의 크기와 중성선 전류의 크기를 비교하여 0 또는 1을 출력하는 복수의 전류 크기 비교부; 상기 전류 크기 비교부에 출력되는 값이 모두 1일 경우 1을 출력하고 나머지 경우에는 0을 출력하는 제1 AND 게이트; 상별 전압의 위상차를 비교하여 0 또는 1을 출력하는 복수의 전압 위상차 비교부; 상기 전압 위상차 비교부의 출력이 모두 1일 경우 1을 출력하고 나머지 경우에는 0을 출력하는 제2 AND 게이트; 및 상기 제1 AND 게이트 및 상기 제2 AND 게이트의 출력이 모두 1일 경우에 1을 출력하는 제3 AND 게이트를 더 포함할 수 있다.

상기 역 조류 계산부는 수전방향 역 조류 전력을 계산하는 수전용 역 조류 계산부; 및 송전방향 역 조류 전력을 계산하는 송전용 역 조류 계산부를 더 포함할 수 있다.

상기 역 조류 계산부는 상별 역 조류 전력의 유효전력을 계산하는 유효 역 조류 계산부; 상별 역 조류 전력의 무효전력을 계산하는 무효 역 조류 계산부를 더 포함할 수 있다.

상기 실사용전력 계산부는 수전방향 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하는 수전용 실사용 전력 계산부; 및 송전방향 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하는 송전용 실사용 전력 계산부를 더 포함할 수 있다.

상기 수전용 실사용 전력 계산부 또는 상기 송전용 실사용 전력 계산부는 상별 순시 보정 유효전력을 계산하는 상별 순시 보정 유효전력 계산부; 상별 순시 보정 무효전력을 계산하는 상별 순시 보정 무효전력 계산부; 3상의 순시 보정 유효전력을 계산하는 3상 순시 보정 유효전력 계산부; 및 3상의 순시 보정 무효전력을 계산하는3상 순시 보정 무효전력 계산부를 더 포함할 수 있다.

상기 상별 순시 보정 유효전력 계산부는 상별 순시 유효전력에서 상별 역 조류 순시 유효전력을 차감하여 보정한 값을 계산할 수 있다.

상기 상별 순시 보정 무효전력 계산부는 상별 순시 무효전력에서 상별 역 조류 순시 무효전력을 차감하여 보정한 값을 계산할 수 있다.

상기 3상 순시 보정 유효전력 계산부는 상별 동일 시점에서 보정된 상별 순시 유효전력을 벡터 합산하여 계산할 수 있다.

상기 3상 순시 보정 무효전력 계산부는 상별 동일 시점에서 보정된 상별 순시 무효전력을 벡터 합산하여 계산할 수 있다.

상기 송/수전 방향 판단부는 송전방향 또는 수전방향의 상기 실사용 전력의 유효전력을 판단하는 유효전력 판단부와 상기 실사용 전력의 무효전력을 판단하는 무효전력 판단부를 더 포함할 수 있다.

상기 유효전력 판단부는 보정된 각 상별 유효전력의 값과 보정된 3상 유효전력의 합이 이 0보다 같거나 작으면 0을 출력하고, 0보다 크면 보정된 상기 각 상별 유효전력의 값과 상기 보정된 3상 유효전력의 합을 출력할 수 있다.

상기 유효전력 판단부는 3상 유효전력의 합이 0보다 작고, 상별 유효전력의 합이 0보다 클 경우 출력값을 출력할 수 있다.

상기 유효전력 판단부는 3상 유효전력이 상기 수전방향일 경우 상별 유효전력이 계량범위를 초과하면 -유효전력을 측정할 수 있다.

상기 무효전력 판단부는 상별 보정 유효전력의 값이 0보다 커 수전방향의 유효전력이 결정되면, 무효전력의 값을 계량하고, 상기 상별 보정 유효전력을 기준으로 유효전력의 값이 0보다 작으면 무효전력 값을 0으로 출력할 수 있다.

상기 무효전력 판단부는 지상무효전력 또는 진상무효전력을 판단하되, 상기 보정된 상별 및 3상 무효전력이 0보다 크면 상기 지상무효전력을 선택하고, 0보다 작으면 상기 진상무효전력을 선택할 수 있다.

상기 전력 계량값 저장부는 상기 송/수전 방향 판단부에서 선택된 유효전력 또는 무효전력을 시간에 따라 적산하는 전력 사용량 적산부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면 (a) 센서로부터 입력된 전압값 및 전류값을 이용하여 상별 전압 또는 전류를 감지하는 단계; (b) 상기 감지된 전압값과 전류값을 이용하여 중성선 전류와 송/수전방향의 각 상별 위상차를 측정 단계; (c) 상기 측정된 각 상별 위상차와, 상기 중성선 전류를 이용하여 역 조류를 판단하는 단계: (d) 상기 판단 결과, 상기 역 조류 발생시 역 조류 전력을 계산하는 단계; (e) 상기 각 상별 전압, 상기 각 상별 전류 및 상기 위상차에 의한 순시전력 계산 함수를 이용하여 순시 전력을 계산하는 단계; (f) 상기 순시 전력과 상기 역 조류 전력을 통해 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하여 실사용 전력을 계산하는 단계; (g) 상기 실사용 전력의 유효전력을 판단하는 단계; (h) 상기 실사용 전력의 무효전력을 판단하는 단계; (i) 상기 유효전력 또는 무효전력 판단 결과에 따라 유효전력 또는 무효전력의 전력량을 계량하고 저장하는 단계; 및 (j) 상기 계량된 유효전력 또는 무효전력량을 통해 피상전력 또는 역율을 계산하는 단계를 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법을 제공할 수 있다.

상기 단계(b)는 상기 상별 전압의 위상에서 상기 상별 전류의 위상을 차감하여 수전방향을 측정하고, 상기 측정된 수전방향에 180도를 가산하여 송전방향을 측정할 수 있다.

상기 단계(b)는 3상 전류 벡터합을 계산하여 상기 중성선 전류를 측정할 수 있다.

상기 단계(c)는 상기 상별 전류의 기본파 성분의 크기와 상기 중성선 전류의 기본파 성분의 크기를 비교하여 상기 중성선 전류가 각 상별 전류보다 모두 클 때, AND 조건으로 1을 출력하고, 같거나 작을 때는 0을 출력할 수 있다.

상기 단계(a)는 상기 감지된 상별 전압과 상기 전류를 샘플링하여 이산 신호로 변환하는 단계; 및 상기 이산 신호로 변환된 상별 전압과 상별 전류를 고속 푸리에 변환하여 차수별 크기, 차수별 위상 및 직류성분으로 분해하여 비정형파 전력을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단계(g)는 상기 고속 푸리에 변환을 통해 상기 차수별 크기, 차수별 위상 및 직류 성분을 상별 동일시점에서 상별 순시전력을 합산하고, 3상 합산된 값이 0보다 클 때, 상별 전력과 3상전력을 정방향(수전용)으로 누적하고, 상기 3상 합산된 값이 0보다 작을 때, 상기 상별 전력과 상기 3상 전력을 역방향(송전용)으로 누적하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단계(h)는 상기 상별 동일 시점에서 보정된 상별 무효전력을 가산하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단계(h)는 보정된 상별 순시무효전력과 보정된 3상무효전력값이 0보다 크면 지상무효전력으로 판단하고, 0보다 작으면 진상무효전력으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단계(i)는 상기 보정된 유효전력 및 무효전력은 수전방향과 송전방향에 따라 각각 저장될 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 전력 계통에서 역 조류에 의해 발생되는 오차를 보정하여 실제 고객이 사용한 전력량을 정확히 계량하고, 상별로 보정된 유, 무효전력을 이용하여 피크제어 및 역율 제어를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 상별 PT 또는 CT의 결상 또는 결선 착오시 상별로 계량 값을 확인할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기의 일실예를 개략적으로 도시한 블록도.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 전압/전류 감지부를 개략적으로 도시한 블록도들.
도 4 내지 도 7은 도 1에 도시된 양방향 측정부의 일 실시 예를 개략적으로 도시한 도면들.
도 8은 수전용 순시전력계산부의 일예를 도시한 블록도.
도 9는 송전용 순시전력게산부의 일예를 도시한 블록도.
도 10 내지 도 12는 도 1에 도시된 역 조류 판단부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도들.
도 13 내지 도 16은 도 1에 도시된 수전 역 조류 계산부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도들.
도 17 내지 도 21은 도 1에 도시된 수전 실사용 전력 계산부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도들.
도 22 내지 도 25는 도 1에 도시된 수전방향 판단부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도들.
도 26 은 도 1에 도시된 수전용 유효전력 저장부의 일 실시 예를 도시한 블록도.
도 27은 도 1에 도시된 수전용 지상 무효전력 저장부의 일 실시 예를 도시한 블록도.
도 28은 도 1에 도시된 수전용 진상무효전력 저장부의 일 실시 예를 도시한 블록도.
도 29 내지 도 31은 수전방향 피상전력/역율 계산부의 일 실시예를 도시한 블록도들.
도 32은 내지 도 35는 도 1에 도시된 송전용 역 조류 계산부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도들.
도 36 내지 도 40은 도 1에 도시된 송전용 실사용 전력 계산부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도들.
도 41 내지 도 44는 도 1에 도시된 송전방향 판단부의 일 실시 예를 설명하기 위한 블록도들.
도 45 는 도 1에 도시된 송전용 유효전력 저장부의 일 실시 예를 도시한 블록도.
도 46은 도 1에 도시된 송전용 지상 무효전력 저장부의 일 실시 예를 도시한 블록도.
도 47은 도 1에 도시된 송전용 진상무효전력 저장부의 일 실시 예를 도시한 블록도.
도 48 내지 도 50은 송전방향 피상전력/역율 계산부의 일 실시예를 도시한 블록도들.
도 51은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역 조류 보정용 3상 양방향 계량을 도시한 흐름도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 장치 및 방법 에 관하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 전압/전류 감지부(60), 양방향 측정부(61), 수전 순시전력 계산부(62), 송전 순시전력 계산부(63), 역 조류 판단부(64), 수전 역 조류 계산부(65), 송전 역 조류 계산부(66), 수전 실사용전력 계산부(67), 수전방향 판단부(69), 유효전력 저장부(75), 지상 무효전력 저장부(76), 진상 무효전력 저장부(77), 수전방향 피상전력/역율 계산부(81), 송전 실사용 전력 계산부(68), 송전방향 선택부(70), 유효전력 저장부(78), 지상 무효전력 저장부(79), 진상 무효전력 저장부(80) 및 송전 방향 피상전력/역율 계산부(82)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 전압/전류 감지부(60)는 계기용변압기(PT; 601) 및 계기용변류기(CT; 602) 등의 감지센서를 이용하여 상별 전압/전류를 감지할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 계기용변압기(601)는 전원측과 부하측 사이에 중성선과 각 상별 전력선 사이에 각각 배치되어 각 상별 전압을 감지할 수 있다.

계기용변압기(601)는 상별 전압 및 전류의 극성 기준으로 상별 전압(Va, Vb, Vc)의 +측 상별 전압선에 연결되고 -측이 중성선에 연결된다.

계기용변류기(602)는 전원측과 부하측 사이에 직렬로 배치되어 각 상별 전류를 감지할 수 있다. 계기용변류기(602)는 상별전류(Ia, Ib, Ic)의 측정기준은 +측이 전원측 방향이고, -측이 부하측 기준이다.

감지된 상별 전압과 전류의 신호는 연속신호로 샘플러(603)에서 이산신호로 변환하고, 고속 푸리에 변환부(606)에서 차수별 크기(604), 차수별 위상(607), 직류분(605)로 분해해서 비정형파 전력을 계산을 한다.

비정형파 전력을 계산하기 위해서 고속푸리에 변환(FFT)을 통해 기본파분, 고조파분, 직류분을 나누어 전력을 측정할 수 있다. 본 발명의 실시예는 연계용 변압기에 의해 발생되는 역 조류에 의한 현상으로 기본파 성분만 발생되기 때문에 고조파분과 직류 분을 제외하고, 기본파 성분만을 기준으로 설명한다.

양방향 측정부(61)는 전압 및 전류 감지부(60)에서 측정된 전압과 전류를 이용해서 중성선의 전류와 송, 수전방향의 위상각을 측정할 수 있다. 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 양방향 측정부(61)는 상별 위상 측정부(611) 및 중성선 전류 측정부(612)를 포함할 수 있다.

수전방향 의 위상각을 측정하기 위하여, 상별 위상 측정부(611)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상별 전압의 위상(Va_p, Vb_p, Vc_p)에서 상별 전류의 위상(Ia_p, Ib_p, Ic_p)을 빼 상별 위상각(θa, θb, θc)을 측정할 수 있다. 또한, 송전 방향 측정을 위해, 상별 위상 측정부(611)는 도 7에 도시된 바와 같이, 수전방향의 위상차에서 180도를 더한 위상각(θa2, θb2, θc2)을 기준으로 측정한다.

중성선의 전류 측정부(612)는 도 5에 도시된 바와 같이, 3상 전류 벡터 합 계산부(614)에서 상별전류(Ia, Ib, Ic)를 벡터합의 값이 중성선의 전류(In)이다. 이때, 중성선 전류는 3상 대칭좌표법으로 3상전류를 정상분, 역상분, 영상분으로 분해하여 중성선의 전류를 구하는 방법 또는 계량기 내부에서 3상전류를 간접 측정해서 중성선의 전류를 측정하는 방법 또는 연계용 변압기 1차 중성점의 전류를 직접 측정하는 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

수전 순시전력 계산부(62)는 수전방향의 순시전력을 계산할 수 있다. 여기서, 수전 순시전력 계산부(62)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상별 수전 순시 유효전력 계산부(621) 및 상별 수전 순시 무효전력 계산부(622)를 포함할 수 있다.

수전 방향의 상별 순시유효전력 계산부(621)는 수학식 1 내지 수학식 3의 유효전력 계산 함수를 이용하여 계산될 수 있다.

(Pa1은 a상의 유효전력, Va_m은 a상 전압, Ia_m은 a상 전류, θa는 위상각임.)

(Pb1은 b상의 유효전력, Vb_m은 b상 전압, Ib_m은 b상 전류, θb는 위상각임.)

(Pc1은 c상의 유효전력, Vb_m은 c상 전압, Ic_m은 c상 전류, θc는 위상각임.)

수전 방향의 상별 순시 무효전력 계산부(622)는 수학식 4 내지 수학식 6의 무효전력 계산 함수를 이용하여 계산될 수 있다.

(Qa1은 a상의 무효전력, Va_m은 a상 전압, Ia_m은 a상 전류, θa는 위상각임.)

(Qb1은 b상의 무효전력, Vb_m은 b상 전압, Ib_m은 b상 전류, θb는 위상각임.)

(Qc1은 c상의 무효전력, Vb_m은 c상 전압, Ic_m은 c상 전류, θc는 위상각임.)

수전 순시전력계산부(62)는 상기 수학식 1 내지 6에서와 같이 수전방향의 각 상별 순시 유효전력 및 무효전력을 계산할 수 있다.

송전 순시전력 계산부(63)는 송전방향의 순시전력을 계산할 수 있다. 여기서, 송전 순시전력 계산부(63)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상별 송전 순시 유효전력 계산부(631) 및 상별 송전 순시 무효전력 계산부(632)를 포함할 수 있다.

상별 송전 순시 유효전력 계산부(631)는 수학식 7 내지 수학식 9의 유효전력 계산 함수를 이용하여 계산될 수 있다.

(Pa2은 a상의 유효전력, Va_m은 a상 전압, Ia_m은 a상 전류, θa2는 위상각임.)

(Pb2은 b상의 유효전력, Vb_m은 b상 전압, Ib_m은 b상 전류, θb2는 위상각임.)

(Pc2은 c상의 유효전력, Vb_m은 c상 전압, Ic_m은 c상 전류, θc는 위상각임.)

송전 방향의 상별 순시 무효전력 계산부(632)는 수학식 10 내지 수학식 12의 무효전력 계산 함수를 이용하여 계산될 수 있다.

(Qa2은 a상의 무효전력, Va_m은 a상 전압, Ia_m은 a상 전류, θa2는 위상각임.)

(Qb1은 b상의 무효전력, Vb_m은 b상 전압, Ib_m은 b상 전류, θb2는 위상각임.)

(Qc2은 c상의 무효전력, Vb_m은 c상 전압, Ic_m은 c상 전류, θc2는 위상각임.)

송전 순시전력계산부(63)는 상기 수학식 7 내지 12에서와 같이 송전방향의 각 상별 순시 유효전력 및 무효전력을 계산할 수 있다.

역 조류 판단부(64)는 전원계통에서 역 조류 발생시 부하전류의 크기와 비교해서 역 조류 보상여부를 판단할 수 있다. 또한, 역 조류 판단부(64)는 수전방향 또는 송전방향의 역 조류를 각각 판단할 수 있다.

역 조류 판단부(64)는 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 전류 크기 비교부(641), 제1 AND 게이트(642), 전압 위상차 비교부(643), 제2 AND 게이트(644) 및 제3 AND 게이트(645)를 포함할 수 있다.

전류 크기 비교부(641)는 전원계통에서 역 조류 발생시 상별 전류(Ia_m, Ib_m, Ic_m)의 크기와 중성선 전류(In_m)의 크기를 비교할 수 있다. 이때, 전류 크기 비교부(641)는 도 10에 도시된 바와 같이, 각 상별로 전류 크기를 비교할 수 있다. 제1 AND 게이트(642)는 각 상별 전류 크기 비교부로부터 입력값들이 모두 중성선 전류보다 클 경우 역 조류로 판단하여 I_rev에서 1로 출력하고 나머지 경우는 0으로 출력한다.

또한 역 조류 현상은 3상 계통에서 발생되기 때문에 3상 전원을 판단하는 방법으로 전압 위상차 비교부(643)와 제2 AND 게이트(644)를 이용하여 상별 전압의 위상차(Va_p와 Vb_p, Vb_p와 Vc_p, Vc_p와 Va_p)가 90도를 모두 초과 할 때 V_rev에서 1로 출력하고 아니면 0을 출력 한다.

제3 AND 게이트(645)는 제1 AND 게이트(642)의 출력과 제2 AND 게이트(644)의 출력을 이용하여 1 또는 0을 출력한다.

전원 계통에 의한 역 조류 현상은 계통측 부하변동에 따라 역 조류 현상이 항상 발생되며, 고객이 실제 송, 수전한 전력보다 역 조류에 의해 발생된 전력이 크면 계량오차가　발생되고, 실제 송, 수전한 전력보다 작으면 계량오차가 발생되지 않는다.

수전 역 조류 계산부(65)는 역 조류 판단부(64)에서 수전 방향 역 조류라 판단되면 수전 역 조류 전력량을 계산할 수 있다.

수전 역 조류 계산부(65)는 도 13 내지 도 16을 참조하면, 수전 상별 역 조류 위상각 계산부(657), 수전 상별 유효 역 조류 계산부(651) 및 수전 상별 무효 역 조류 계산부(654)를 포함할 수 있다.

수전 상별 역 조류 위상각 계산부(657)는 각 상별로 전압의 위상(Va_p, Vb_p, Vc_p)에 180도를 더하고, 중성선 전류의 위상(In_p)을 뺀 위상차(Θna, Θnb, Θnc)를 계산한다.

계산된 위상차값은 수전 상별 유효 역 조류 계산부(651) 및 수전 상별 무효 역 조류 계산부(654)에 제공된다.

수전 상별 유효 역 조류 계산부(651)는 수학식 13 내지 15에서와 같이, 상별 역 조류의 유효전력함수로 계산될 수 있다.

(여기서, Pna1는 역 조류시 a상 유효전력, Va_m은 a상 전압, In_m은 중성선 전류, θna는 역 조류시 a상 위상차임)

(여기서, Pnb1는 역 조류시 b상 유효전력, Vb_m은 b상 전압, In_m은 중성선 전류, θnb는 역 조류시 b상 위상차임)

(여기서, Pnc1는 역 조류시 c상 유효전력, Vc_m은 c상 전압, In_m은 중성선 전류, θnc는 역 조류시 c상 위상차임)

수전 상별 유효 역 조류 계산부(651)는 역 조류 발생시 중성선 전류의 크기(In_m)는 상전류의 3배가 발생되므로 중성선의 전류를 3으로 나눈 전류 값과 상별 전압의 위상(Va_p, Vb_p, Vc_p)과 중성선의 위상(In_p)을 뺀위상차(θna, θnb, θnc)로 계산되며, 역 조류에 의해 발생되는 수전방향의 역 조류에 의한 유효전력(Pna1, Pnb1, Pnc1)을 각각 계산한다.

수전 상별 무효 역 조류 계산부(654)는 수학식 16 내지 18에서와 같이, 상별 역 조류의 무효전력함수로 계산될 수 있다.

(여기서, Qna1는 역 조류시 a상 무효전력, Va_m은 a상 전압, In_m은 중성선 전류, θna는 역 조류시 a상 위상차임)

(여기서, Qnb1는 역 조류시 b상 무효전력, Vb_m은 b상 전압, In_m은 중성선 전류, θnb는 역 조류시 b상 위상차임)

(여기서, Pnc1는 역 조류시 c상 무효전력, Vc_m은 c상 전압, In_m은 중성선 전류, θnc는 역 조류시 c상 위상차임)

수전 상별 무효 역 조류 계산부(654)는 역 조류 발생시 중성선 전류의 크기(In_m)는 상전류의 3배가 발생되므로 중성선의 전류를 3으로 나눈 전류 값과 상별 전압의 위상(Va_p, Vb_p, Vc_p)과 중성선의 위상(In_p)을 뺀 위상차(θna, θnb, θnc)로 계산되며, 역 조류에 의해 발생되는 수전방향의 무효전력(Qna1, Qnb1, Qnc1)을 각각 계산한다.

계통에서 역 조류 발생시 상별 부하전류와 중성선의 전류의 크기를 비교해서 역 조류 판단부(64)에서 역 조류여부를 판단하며, 역 조류에 의해 발생된 유, 무효전력을 보정여부를 결정하기 위하여 곱셈함수(653, 656)에서 역 조류 발생시 rev의 값을 1로 곱하고, 역 조류 미발생시 0을 곱하기 때문에 역 조류 발생에 따라 역 조류에 의한 유효전력과 무효전력을 보정여부를 결정할 수 있다.　

수전 실사용전력 계산부(67)는 수전 순시전력 계산부(62)로부터 입력된 순시전력값과 수전 역 조류 계산부(65)로부터 입력된 역 조류 전력값을 이용하여 실사용전력을 계산할 수 있다.

이를 위하여, 수전 실사용 전력 계산부(67)는 상별 수전 순시 보정 유효전력 계산부(671), 상별 수전 순시 보정 무효전력 계산부(672), 3상 수전 순시 보정 유효전력 계산부(673) 및 3상 수전 순시 보정 무효전력 계산부(374)를 포함할 수 있다.

도 17 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 상별 수전 순시 보정 유효전력 계산부(671)는 상별 수전 순시 유효전력(Pa1, Pb1, Pc1)에서 상별 역 조류 순시 유효전력(Pna1,Pnb1,Pnc1)를 각각 뺄셈함수를 이용하여 보정한 값이 실제 공급자와 수요자간에 전력거래 된 수전용 각 상별 보정된 순시 유효전력의 출력 값(Pa10, Pb10, Pc10)으로 계산할 수 있다.

상별 수전 순시 보정 무효전력 계산부(672)는 상별 수전 순시무효전력(Qa1,Qb1,Qc1)에서 상별 역 조류 순시무효전력(Qna1,Qnb1,Qnc1)를 각각 뺄셈함수를 이용하여 보정한 값이 실제 공급자와 수요자간에 전력거래 된 수전용 각 상별 보정된 순시 무효전력의 출력 값(Qa10, Qb10, Qc10)으로 계산할 수 있다.

3상 수전 순시 보정 유효전력 계산부(673)는 3상 유효전력을 결정하기 위해서 상별 동일시점에서 보정된 상별 순시 전력(Pa10, Pb10, Pc10)을 3단자 덧셈함수로 벡터 합산하여 3상 수전 순시 보정 유효전력(P34_10)을 계산할 수 있다. 또한, 3상 수전 순시 보정 무효전력 계산부(674)는 수전방향의 3상 무효전력을 결정하기 위하여 상별 동일시점에서 보정된 상별 무효전력(Qa10, Qb10, Qc10)을 3단자 덧셈함수로 벡터 합산하여, 3상 수전 순시 보정 무효전력(Q34_10)을 계산할 수 있다.

수전방향 판단부(69)는 계산된 실사용 전력값을 통해 송전방향 미계량, 유효전력 및 무효전력을 판단하여 유효전력 또는 무효전력 값을 저장하도록 할 수 있다.

도 22에 도시된 바와 같이, 수전방향 판단부(69)는 수전용 유효전력 판단부(71) 및 수전용 무효전력 판단부(73)를 포함할 수 있다.

도 23에 도시된 바와 같이, 수전용 유효전력 판단부(71)는 크기 선택부(712)에서 보정된 유효전력의 값(Pa10, Pb10, Pc10, P34_10)이 0보다 같거나 작으면 0을 출력하고, 0보다 크면 유효전력 값(Pa10s, Pb10s, Pc10s, P34_10s)을 출력한다.

또한, 도 24에 도시된 바와 같이, 수전용 유효전력 판단부(71) 크기 선택부(713)에서 a상의 보정된 유효전력(Pa10)의 크기를 비교하여 AND 게이트(744)에 입력하고, 크기 선택부(713)에서 보정된 3상 유효전력(P34_10)의 크기를 비교하여 AND 게이트(744)에 입력한다. AND 게이트(744)는 두 입력이 모두 1일 경우에 DFA를 출력한다.

예를 들면, 크기 선택부(713)에서 보정된 각 a상의 유효전력(Pa10)이 0보다 같거나 작으면 0을 출력하고, 0보다 크면 1을 출력하여 AND 게이트(744)로 입력한다. 그리고, 크기 선택부(714)에서 3상 유효전력의 (P34_10)이 0보다 같거나 작으면 1을 출력하고, 0보다 크면 0을 출력하여 AND 게이트(744)로 입력한다. 이때, a상의 보정된 유효전력(Pa10)과 보정된 3상 유효전력(P34)이 모두 0보다 크면 DFA를 출력할 수 있다.

나머지 b, c상도 상기와 같이 계산되어, DFB, DFC를 출력할 수 있다. 또한, 보정된 3상 유효전력(P34_10)이 0보다 같거나 작으면 0을 출력하고, 0보다 크면 1을 출력할 수 있다.

즉, 수전방향 상별 역 방향을 감지하기 위해, 수전방향 3상 유효전력의 합이 0보다 작고, 수전방향 상별 유효전력 값이 0보다 클 때 수전방향 상별 역 방향을 감지하여 출력값(DFA, DFB, DFC)을 출력한다.

수전용 무효전력 판단부(73)는 도 25에 도시된 바와 같이, 크기 선택 함수(713)에서 상별 보정된 유효전력의 값(Pa10s, Pb10s, Pc10s, P34_10s)이 0보다 커 수전방향의 유효전력이 결정되면, 무효전력의 값(Qa10, Qb10, Qc10, Q34_10)을 계량하고, 유효전력의 값(Pa10s, Pb10s, Pc10s, P34_10s)이 0보다 작으면 곱셈함수(653)에서 무효전력 값을 0으로 출력한다.

수전용 무효전력 판단부(73)는 출력된 무효전력을 지상무효전력과 진상무효전력으로 구분할 수 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 출력된 무효전력을 지상무효전력과 진상무효전력을 판별하는 방법으로 수전방향 보정된 상별 및 3상 무효전력(Qa10, Qb10, Qc10, Q34_10)이 0보다 크면 크기선택부(712)에서 지상무효전력(Qa11, Qb11, Qc11, 3Q11)을 출력하고, 0보다 작으면 크기선택부(732)에서 진상무효전력(Qa12, Qb12, Qc12, 3Q12)을 출력한다.

종래의 계량기는 상별로 유효전력의 값이 0 ~ ± 90도를 벗어날 때 상별 계량 값을 송, 수전 방향으로 측정하거나, 0으로 계량한다. 본 발명은 이와 같은 현상을 방지하기 위해서 3상 전력의 합을 기준으로 수전방향과 송전방향을 계량한다. 또한, 3상 유효전력이 수전방향일 때 상별 유효전력이 계량의 범위를 초과하면 -유효전력을 측정하도록 하며, 이때 계량의 범위를 초과한 지상무효전력은 진상무효전력으로 계산하고, 반대로 진상무효전력은 지상무효전력으로 계산한다.

따라서 송, 수전방향의 계량기준은 3상 유효전력의 크기로 송전방향과 수전방향을 결정하며, 이때 결정된 3상 유효전력을 기준으로 3상 지상무효전력과 3상 진상무효전력의 크기를 기준으로 지상무효전력과 진상무효전력을 결정한다. 수전방향의 3상 유효전력의 합은 수전방향의 상별 유효전력의 합과 동일하며, 수전방향 3상 지상무효전력의 합은 수전방향 상별 지상무효전력의 합과 동일하고, 수전방향 3상 진상무효전력의 합은 수전방향 상별 진상무효전력의 합과 동일하다.

예를 들어, 수전방향으로 a, b, c상 중 a상이 역 방향 조류로 계량의 범위를 초과할 때. b, c상은 정상 계량되며, 이때 계량기는 먼저 3상 유효전력의 크기를 기준으로 수전방향(P34F)과 송전방향(P34R)을 결정하고, 3상 유효전력의 방향(P34F)에 의해서 상별 유효전력이 계산된다.

수전방향 유효전력 저장부(75)는 도1 및 도 26에 도시된 바와 같이, 상별 수전 유효전력 계량부(751), 3상 수전 유효 전력 적산부(752), 상별 수전 유효 전력량 저장부 및 3상 수전 유효전력량 저장부를 포함할 수 있다.

수전방향의 상별 유효전력 계량부(751)는 도 26에 도시된 바와 같이, 역 방향 조류가 a상에 발생할 때, a상을 기준으로 수전방향의 a상 유효전력(Pa10s)은 0으로 계량하며, 송전방향의 a상 유효전력(Pa20s)이 계량한다. 이때 수전방향으로 '-' 계량을 하기 위한 조건(DRA)으로 송전방향의 3상 유효전력(P34_20)이 0보다 작고 송전방향의 a상 유효전력(Pa20)이 0보다 클 때 DRA이 1로 출격되고, 2단자 뺄셈부(671)에 의해 a상 유효전력이 '-' 계량되며, b, c상은 DRB와 DRC의 출력 값이 0으로 역방향 전력은 계량되지 않는다. 수전방향의 유효전력 사용량 적산부(752)는 상별로 계산된 유효전력 값과 3상 유효전력 사용량 누적값(753)을 시간대별로 적산한다.

상별 수전 유효전력량 저장부 및 3상 수전 유효전력량 저장부는 상별 유효전력량 및 3상 유효전력량을 각각 저장할 수 있다.

수전방향 지상무효전력 저장부(76)는 도 27에 도시된 바와 같이, 상별 수전 지상무효전력 계량부(761), 3상 수전 지상무효전력 적산부(762), 상별 수전 지상무효전력량 저장부 및 3상 수전 지상무효전력량 저장부를 포함할 수 있다.

수전방향의 상별 지상무효전력의 계량부(761)는 역 방향 조류가 a상에 발생 할 때, a상을 기준으로 수전방향의 a상 지상무효전력(Qa11)은 0으로 계량되며 송전방향의 a상 진상무효전력(Qa22)은 계량된다. 이때, 수전방향으로 a상 무효전력을 계량을 하기 위한 조건(DRA) 값으로 1을 출력하고, 수전방향의 지상무효전력(Qa11)과 송전방향의 진상무효전력(Qa22)을 2단자 덧셈함수에 의해 a상 지상무효전력으로 계량하며, b, c상은 DRB와 DRC의 출력 값이 0으로 진상무효전력은 계량하지 않는다. 이때, 수전방향의 3상 지상무효전력은 상별 지상무효전력의 합과 동일하다.

수전방향의 지상무효전력 사용량 적산부(762)는 상별로 계산된 지상무효전력 값과 3상 지상무효전력 사용량 누적값을 시간대별로 적산한다.

수전방향 진상무효전력 저장부(77)는 도 28에 도시된 바와 같이, 상별 수전 진상무효전력 계량부(771), 3상 수전 지상무효전력 적산부(772), 상별 수전 지상무효전력량 저장부 및 3상 수전 지상무효전력량 저장부를 포함할 수 있다.

수전방향의 상별 진상무효전력의 계산부(771)는 역 방향 조류가 a상에 발생 할 때, a상을 기준으로 수전방향의 a상 진상무효전력(Qa12)은 a상의 유효전력이 계량되지 않기 때문에 진상무효전력은 0으로 계량된다. 이때 수전방향으로 a상 무효전력을 계량을 하기 위한 조건(DRA) 값으로 1로 출력되고 송전방향의 a상 지상무효전력(Qa21)은 0으로　계량된다. 수전방향의 진상무효전력(Qa12)과 송전방향의 지상무효전력(Qa21)을 2단자 덧셈함수에 의해 수전방향의 a상 진상무효전력으로 출력되며,, b, c상은 DRB와 DRC의 출력 값이 0으로 지상무효전력은 계량되지 않는다. 이때, 수전방향의 3상 진상무효전력은 상별 진상무효전력의 합과 동일하다. .

수전방향의 진상무효전력 사용량 적산부(772)는 상별로 계산된 진상무효전력 값과 3상 진상무효전력 사용량 값을 시간대별로 적산 한다.

보정된 수전용 유효전력(Pa10_rms, Pb10_rms, Pc10_rms, 3P10_rms), 지상무효전력(Qa11_rms, Qb11_rms, Qc11_rms, 3Q11_rms), 진상무효전력(Qa12_rms, Qb12_rms, Qc12_rms, 3Q12_rms)으로 저장 또는 출력으로 표시하고, 유효전력량(Pa10_kwh, Pb10_kwh, Pc10_kwh, 3P10_kwh), 지상무효전력(Qa11_kvarh, Qb11_kvarh, Qc11_kvarh, 3Q11_kvarh), 진상무효전력(Qa12_kvarh, Qb12_kvarh, Qc12_kvarh, 3Q12_kvarh )로 사용량 전력은 시간대 별로 구분계량기능에 따라 누적하여 저장하도록 한다.

수전용 피상전력 및 역율 계산부(81)는 피상 전력과 역율을 계산하여 계산된 값을 출력할 수 있다. 도 29에 도시된 바와 같이, 수전용 피상전력/역율 계산부(81)는 피상전력 계산부(811) 및 역율 계산부(812)를 각각 구비할 수 있다.

예를 들면, 수전용 피상전력 계산부(811)는 도 30에 도시된 바와 같이, 각 상별 피상 전력 및 3상 수전 피상 전력을 계산할 수 있다. 여기서, 수전용 피상전력 계산부(811)는 수전용 RMS값으로 처리된 유효전력, 지상무효전력, 진상무효전력과 누적 사용량을 이용하여 수학식 19 내지 22와 같은 피상전력 계산함수로 각 상별 피상전력 및 피상전력량(1Sa, 1Sb, 1Sc, 3S1)을 계산할 수 있다.

(여기서, Pa10은 a상의 유효전력이고, Qa11은 a상의 지상 유효전력이며, Qa12는 a상의 진상무효전력임)

(여기서, Pa10은 b상의 유효전력이고, Qa11은 b상의 지상 무효전력이며, Qa12는 b상의 진상무효전력임)

(여기서, Pc10은 c상의 유효전력이고, Qc11은 c상의 지상 무효전력이며, Qc12는 c상의 진상무효전력임)

수전용 역율 계산부(812)는 도 31에 도시된 바와 같이, 수전용 유효전력 및 사용량(Pa10_kwh, Pb10_kwh, Pc10_kwh, 3P10_kwh)과 피상전력 및 피상전력 사용량(1Sa, 1Sb, 1Sc, 3S1)을 이용하여 역율 계산 함수를 이용하여 각 상별 수전 역율 및 3상 수전 역율을 계산할 수 있다.

수학식 23 내지 수학식 26은 a상, b상, c상의 수전 역율 및 3상 수전 역율을 계산한 식이다.

도 1 및 도 32에 도시된 송전 역 조류 계산부(66)는 수전 역 조류 계산부(65)에서 설명한 기능과 동일하게 상별 역 조류 위상각 계산부(667), 상별 유효 역 조류 계산부(661) 및 상별 무효 역 조류 계산부(662)를 포함할 수 있다.

도 33에 도시된 바와 같이, 상별 역 조류 위상각 계산부(667)는 상별 입력 전압의 위상과(Va_p, Vb_p, Vc_p)에서 중성선 전류의 위상(In_p)를 차감하여 상별 위상각(θna2, θnb2, θnc2)을 계산할 수 있다.

도 34에 도시된 바와 같이, 송전 상별 유효 역 조류 계산부(661)는 역 조류 발생시 중성선의 전류가 상전류의 3배가 발생되므로 중성선의 전류를 3으로 나눈 전류 값과 상별 전압과 위상차로 역 조류에 의해 발생되는 송, 수전방향의 역 조류에 의한 유효전력(Pna2, Pnb2, Pnc2)을 각각 계산한다. 송전방향 역 조류 유효전력은 수학식 27 내지 식29에 도시된 유효전력 계산함수를 통해 얻을 수 있다.

(여기서, Pna2는 역 조류시 a상 유효전력, Va_m은 a상 전압, In_m은 중성선 전류, θna2는 역 조류시 a상 위상차임)

(여기서, Pnb2는 역 조류시 b상 유효전력, Vb_m은 b상 전압, In_m은 중성선 전류, θnb2는 역 조류시 b상 위상차임)

(여기서, Pnc2는 역 조류시 c상 유효전력, Vc_m은 c상 전압, In_m은 중성선 전류, θnc2는 역 조류시 c상 위상차임)

역 조류의 무효전력은 상별 역 조류의 도 35에 도시된 역 각 상별 무효 역 조류 전력 계산부(662)에서 계산되며,　역 조류의 유효전력 계산부(661)의 계산방식과 동일하게 상별 전압과 중성선 전류의 위상차로 송전방향의 역 조류에 의한 무효전력(Qna2, Qnb2, Qnc2)을 각각 계산한다.

이때, 무효 역 조류 계산부(662)는 각 상별로 수학식 30 내지 수학식 32를 통해 계산될 수 있다.

(여기서, Qna2는 역 조류시 a상 무효전력, Va_m은 a상 전압, In_m은 중성선 전류, θna2는 역 조류시 a상 위상차임)

(여기서, Qnb2는 역 조류시 b상 무효전력, Vb_m은 b상 전압, In_m은 중성선 전류, θnb2는 역 조류시 b상 위상차임)

(여기서, Pnc1=는 역 조류시 c상 무효전력, Vc_m은 c상 전압, In_m은 중성선 전류, θnc는 역 조류시 c상 위상차임)

이때, 송전 방향 역 조류 계산부(68)는 수전방향 역 조류 계산부에서 설명한 바와 같이 계통에서 역 조류 발생시 상별 부하전류와 중성선의 전류의 크기를 비교해서 역 조류 판단부(64)에서 역 조류여부를 판단하며, 역 조류에 의해 발생된 유, 무효전력을 보정여부를 결정하기 위하여 곱셈함수에서 역 조류 발생시 rev의 값을 1로 곱하고, 역 조류 미발생시 0을 곱하기 때문에 역 조류 발생에 따라 역 조류에 의한 유효전력과 무효전력을 보정여부를 결정한다.　

송전 실사용전력 계산부(68)는 송전 순시전력 계산부(63)로부터 입력된 순시전력값과 송전 역 조류 계산부(66)로부터 입력된 역 조류 전력값을 이용하여 실사용전력을 계산할 수 있다.

이를 위하여, 송전 실사용 전력 계산부(68)는 상별 송전 순시 보정 유효전력 계산부(681), 상별 송전 순시 보정 무효전력 계산부(682), 3상 송전 순시 보정 유효전력 계산부(683) 및 3상 송전 순시 보정 무효전력 계산부(684)를 포함할 수 있다.

도 36 내지 도 40에 도시된 바와 같이, 상별 송전 순시 보정 유효전력 계산부(681)는 상별 송전 순시 유효전력(Pa2, Pb2, Pc2)에서 상별 역 조류 순시 유효전력(Pna2,Pnb2,Pnc2)를 각각 뺄셈함수를 이용하여 보정한 값이 실제 공급자와 수요자간에 전력거래 된 송전용 각 상별 보정된 순시 유효전력의 출력 값(Pa20,Pb20,Pc20)으로 계산할 수 있다.

상별 송전 순시보정 무효전력 계산부(682)는 상별 송전 순시 유효전력(Qa2, Qb2, Qc2)에서 상별 역 조류 순시 유효전력(Qna2,Qnb2,Qnc2)를 각각 뺄셈함수를 이용하여 보정한 값이 실제 공급자와 수요자간에 전력거래 된 송전용 각 상별 보정된 순시 무효전력의 출력 값(Qa20, Qb20, Qc20)을 계산할 수 있다.

3상 송전 순시 보정 유효전력 계산부(683)는 3상 유효전력을 결정하기 위해서 상별 동일시점에서 보정된 상별 순시 전력(Pa20, Pb20, Pc20)을 3단자 덧셈함수로 벡터 합산하여 3상 송전 순시 보정 유효전력(P34_20)을 계산할 수 있다.

또한, 3상 송전 순시 보정 무효전력 계산부(684)는 송전방향의 3상 무효전력을 결정하기 위하여 상별 동일시점에서 보정된 상별 무효전력(Qa20, Qb20, Qc20)을 3단자 덧셈함수로 벡터 합산하여, 3상 송전 순시 보정 무효전력(Q34_20)을 계산할 수 있다.

송전 방향 판단부(70)는 계산된 실사용 전력값을 통해 수전방향 미계량, 유효전력, 무효전력을 판단하여 유효전력 또는 무효전력 값을 저장하도록 할 수 있다.

도 41에 도시된 바와 같이, 송전 방향 판단부(70)는 송전용 유효전력 판단부(72) 및 송전용 무효전력 판단부(74)를 포함할 수 있다.

송전용 유효전력 판단부(72)는 도 42에 도시된 바와 같이, 크기 선택 함수(713)에서 보정된 유효전력의 값(Pa20, Pb20, Pc20, P34_20)이 0보다 같거나 작으면 0을 측정하고, 0보다 크면 유효전력 값을 측정한다.

송전용 무효전력 판단부(74)는 도 42 및 도 43에 도시된 바와 같이, 크기 선택 함수(712)에서 상별 보정된 유효전력의 값(Pa20, Pb20, Pc20, P34_20)이 0보다 커 송전방향의 유효전력이 결정되면, 무효전력의 값(Qa20, Qb20, Qc20, Q34_20)을 계량하고, 유효전력을 기준으로 유효전력의 값(Pa20, Pb20, Pc20, P34_20)이 0보다 작으면 곱셈함수(653)에서 무효전력 값을 0으로 출력한다. 또한 송전방향 상별 역방향 조류를 감지하기 위해, 송전방향 3상 전력의 합이 0보다 작고 송전방향 상별 순시 유효전력이 0보다 클 때, 역방향 조류를 감지하여 출력값(DRA, DRB, DRC)을 출력한다.

또한, 송전방향　3상 유효전력(P34_20)의 값이 0보다 클 때 출력값(P34R)을 1로 출력하고, 송, 수전방향의 3상 유효전력의 값이 0 또는 0보다 작을 때 0을 출력한다.

송전용 무효전력 판단부(74)는 출력된 무효전력을 지상무효전력과 진상무효전력으로 구분할 수 있다. 도 44에 도시된 바와 같이, 출력된 무효전력을 지상무효전력과 진상무효전력을 판별하는 방법으로 송전방향 보정된 상별 및 3상 무효전력의 값(Qa20, Qb20, Qc20, Q34_20)이 0보다 크면 크기선택부(712)에서 지상무효전력(Qa21, Qb21, Qc21, 3Q21)을 선택하고, 0보다 작으면 크기선택부(732)에서 진상무효전력(Qa22, Qb22, Qc22, 3Q22)을 선택한다.

도 45 에 도시된 송전방향 유효전력 저장부(78)는 수전방향 유효전력 저장부(75)와 동일한 기능을 수행하며, 도 46에 도시된 수전방향 지상 무효전력 저장부(76)는 송전방향 지상 무효전력 저장부(79)와 동일한 기능을 수행하며, 도 47에 도시된 송전방향 진상무효전력 저장부(80)는 수전방향 진상무효전력 저장부(77)와 동일한 기능을 수행하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

송전용 피상전력/역율 계산부(82)는 피상 전력과 역율을 계산하여 계산된 값을 출력할 수 있다. 도 48에 도시된 바와 같이, 송전용 피상 전력/역율 계산부(82)는 송전 피상전력 계산부(821) 및 송전 역율 계산부(822)를 각각 구비할 수 있다.

예를 들면, 송전 피상전력 계산부(821)는 도 49에 도시된 바와 같이, 각 상별 피상 전력 및 3상 송전 피상 전력을 계산할 수 있다. 여기서, 송전용 피상 전력 계산부(821)는 송전용 RMS값으로 처리된 유효전력, 지상무효전력, 진상무효전력과 누적 사용량을 이용하여 수학식 33 내지 36과 같은 피상전력 계산함수로 각 상별 피상전력 및 피상전력량(2Sa, 2Sb, 2Sc, 3S2)을 계산할 수 있다.

(여기서, Pa20은 a상의 유효전력이고, Qa21은 a상의 지상 유효전력이며, Qa22는 a상의 진상무효전력임)

(여기서, Pa20은 b상의 유효전력이고, Qa21은 b상의 지상 무효전력이며, Qa22는 b상의 진상무효전력임)

여기서, Pc20은 c상의 유효전력이고, Qc21은 c상의 지상 무효전력이며, Qc22는 c상의 진상무효전력임)

송전용 역율 계산부(822)는 도 50에 도시된 바와 같이, 송전용 유효전력 및 사용량(Pa20_kwh, Pb20_kwh, Pc20_kwh, 3P20_kwh)과 피상전력 및 피상전력 사용량(2Sa, 2Sb, 2Sc, 3S2)을 이용하여 역율 계산 함수를 이용하여 각 상별 송전 역율 및 3상 송전 역율을 계산할 수 있다.

수학식 37 내지 수학식 40은 a상, b상, c상의 송전 역율 및 3상 송전 역율을 계산한 식이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수전용 상별 역 조류 보정한 유효전력영역은 종래의 단방향 형태와 다르게 단상 양방향 계산영역으로 구성되어 있으며, 전원계통에 의해 역 조류 발생시 실시간으로 상별 역 조류의 위상각 방향에 따라 상별 역 조류의 크기를 계산하여 보정하고, 실제 사용한 유효전력만 계량하는 방식이다.

특히, 유효전력과 다르게 무효전력은 180도의 위상각으로 송전시와 수전시 지상전력과 진상전력을 판단해야 함으로 역 조류 발생시 위상에 따라 무효전력량 오차가 심하게 발생된다.

수전용 상별 역 조류 보정한 무효전력영역은 상기 유효전력 보정방법과 동일하며, 역 조류 발생시 상별 무효전력을 계산하고 이것을 실제 사용한 만큼의 무효전력으로 보정하는 방식이다.

수전용 상별 역 조류 보상한 계산영역은 종래의 1,4분면 단방향 형태와 다르게 1,2,3,4분면을 모두 사용한 단상 양방향 계산영역 형태로 구성되어 있다.

3상 전력 계산영역은 상별 보정된 순시전력을 벡터로 3상 합산하는 방법을 사용한다. 예를 들면, 역 조류 보상된 수전용 사용지침은 역 조류 발생시 상별 위상각이 변하지만 실제 고객이 사용한 전력으로 상별 각각 보정하여 사용량을 계량하며, 이와 반대로 역 조류 보상된 송전용 사용지침은 역방향으로 미 계량한다.

그리고 수전용 계량기와 송전용 계량기는 동일한 계산 알고리즘을 사용하며, 양방향 계량기는 수전계량기와 송전계량기가 결합된 일체형 형태로 될 수 있다.

도 51은 본 발명의 일 실시 예에 따른 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기의 계량방법을 도시한 흐름도이다.

도 51을 참조하면, 본 실시 예에 따른 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법은 상별 전압/전류 감지 단계(S10), 중성선 전류와 송/수전 방향 위상각 측정 단계(S20), 역 조류 판단 단계(S30), 순시 전력 계산 단계(S50), 역 조류 계산 단계(S40), 송/수전 실사용 전력 계단 단계(S60), 유효전력 판단 단계(S70), 무효전력 판단 단계(S80), 유효전력량 계량 및 저장 단계(S90), 지상무효전력 계량 및 저장 단계(S100), 진상무효전력 계량 및 저장 단계(S110) 및 피상전력/역율 계산 단계(S120)를 포함할 수 있다.

센서로부터 입력된 전압값 및 전류값을 이용하여 상별 전압 또는 상별 전류를 감지할 수 있다.(S10) 여기서, 센서는 계기용 변성기 및 계기용 변류기를 포함할 수 있다.

이때, 감지된 상별 전압과 전류를 샘플링하여 이산 신호로 변환하고, 이산 신호로 변환된 상별 전압과 상별 전류를 고속 푸리에 변환하여 차수별 크기, 차수별 위상 및 직류성분으로 분해하여 비정형파 전력을 계산할 수 있다.

다음으로, 감지된 전압값과 전류값을 이용하여 중성선 전류와 송/수전방향의 각 상별 위상차를 측정하여 수전방향과 송전방향을 측정한다.(S20) 여기서, 상별 전압의 위상에서 상별 전류의 위상을 차감하여 수전방향을 측정하고, 측정된 수전방향에 180도를 가산하여 송전방향을 측정할 수 있다.

중성선 전류는 3상 전류 벡터합을 계산하여 측정할 수 있으며, 3상 대칭좌표법으로 3상전류를 정상분, 역상분, 영상분으로 분해하여 중성선의 전류를 구하는 방법 또는 계량기 내부에서 3상전류를 간접 측정해서 중성선의 전류를 측정하는 방법 또는 연계용 변압기 1차 중성점의 전류를 직접 측정하는 방법 중 어느 하나를 이용할 수 있다.

이어서, 측정된 각 상별 위상차와 중성선 전류를 이용하여 역 조류를 판단한다.(S30) 이때, 상별 전류의 기본파 성분의 크기와 중성선 전류의 기본파 성분의 크기를 비교하여 중성선 전류가 각 상별 전류보다 모드 클 때, AND 조건으로 1을 출력하고, 같거나 작을 때는 0을 출력하여 1이 출력될 경우에는 역 조류 발생으로 판단하고, 0을 출력하면 역 조류 미발생으로 판단할 수 있다.

역 조류 판단시, 상기 역 조류 발생시 역 조류 전력을 계산한다.(S40) 이때, 역 조류는 역 조류 전력의 유효전력과 무효전력을 각각 계산한다. 이때, 수전방향 또는 송전방향의 역 조류 유효전력과 무효전력을 각각 계산한다.

한편, 양방향 측정 후 순시전력을 계산할 수 있다.(S50) 순시 전력은 각 상별 전압, 각 상별 전류 및 위상차에 의한 순시전력 계산 함수를 이용하여 계산할 수 있다. 순시전력은 수전방향 또는 송전방향의 순시전력을 계산할 수 있다. 순시전력은 순시유효전력, 순시무효전력으로 나누어 계산할 수 있다. 순시전력은 수학식 1 내지 12와 같이 계산될 수 있다.

이어서, 순시 전력과 역 조류 전력을 통해 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하여 실사용 전력을 계산한다.(S60) 이때, 보정된 상별 순시 전력과 보정된 3상 순시 전력은 수전방향 또는 송전방향 중 선택된 방향에서 계산될 수 있다.

여기서, 상별 수전 순시 유효전력에서 상별 역 조류 순시 유효전력를 각각 뺄셈함수를 이용하여 보정한 값이 실제 공급자와 수요자간에 전력거래 된 수전용 각 상별 보정된 순시 유효전력의 출력 값을 계산할 수 있다

예를 들면, 상별 수전 순시무효전력에서 상별 역 조류 순시무효전력를 각각 뺄셈함수를 이용하여 보정한 값이 실제 공급자와 수요자간에 전력거래 된 수전용 각 상별 보정된 순시 무효전력의 출력 값을 계산할 수 있다.

3상 수전 순시 보정 유효전력은 3상 유효전력을 결정하기 위해서 상별 동일시점에서 보정된 상별 순시 전력을 3단자 덧셈함수로 벡터 합산하여 3상 수전 순시 보정 유효전력을 계산할 수 있다. 또한, 3상 수전 순시 보정 무효전력은 수전방향의 3상 무효전력을 결정하기 위하여 상별 동일시점에서 보정된 상별 무효전력을 3단자 덧셈함수로 벡터 합산하여, 3상 수전 순시 보정 무효전력을 계산할 수 있다.

송전 순시 유효전력, 송전 순시무효전력, 송전 3상 순시전력도 상기와 같은 방법으로 계산할 수 있다.

이어서, 실사용 전력의 유효전력을 판단한다.(S70) 실사용 전력의 유효전력 판단 시, 고속 푸리에 변환을 통해 차수별 크기, 차수별 위상 및 직류 성분을 상별 동일시점에서 상별 순시전력을 합산하고, 3상 합산된 값이 0보다 클 때, 상별 전력과 3상전력을 정방향(수전용)으로 누적하여 계량한다. 또한, 3상 합산된 값이 0보다 작을 때, 상별 전력과 상기 3상 전력을 역방향(송전용)으로 누적하여 계량한다.

이어서, 실사용 전력의 무효전력을 판단한다.(S80) 실사용 전력의 무효전력 판단 시, 상별 동일 시점에서 보정된 상별 무효전력을 가산할 수 있다. 이때, 출력된 무효전력을 지상무효전력과 진상무효전력으로 구분할 수 있다. 예를 들면, 출력된 무효전력을 지상무효전력과 진상무효전력을 판별하는 방법으로 수전방향 보정된 상별 및 3상 무효전력의 값이 0보다 크면 지상무효전력을 선택하고, 0보다 작으면 진상무효전력을 선택한다. 송전 방향도 동일한 방법을 사용한다.

이어서, 상기 유효전력 또는 무효전력 판단 결과에 따라 유효전력 또는 무효전력의 전력량을 계량하고 저장한다.(S90, S100, S110) 이때, 무효전력은 지상무효전력의 전력량과 진상무효전력의 전력량을 계량할 수 있다. 또한, 수전방향 또는 송전방향 각각의 유효전력 또는 무효전력의 전력량을 계량하고 저장할 수 있다. 이때, 전력량은 시간에 따라 누적될 수 있다.

이어서, 계량된 유효전력 또는 무효전력량을 통해 피상전력 또는 역율을 계산한다.(S120) 피상전력 계산은 수학식 19 내지 수학식 22 또는 수학식 33 내지 수학식 26을 통해 계산될 수 있으며, 역율은 수학식 23 내지 수학식 26 또는 수학식 37 내지 40을 통해 계산될 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기 장치 및 방법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서 상기, 내용과 동일한 방법으로 전류와 위상각을 보정하는 방법, 등 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

60: 상별 전압 및 전류 감지부
61: 양방향 측정부
62: 수전용 순시전력 계산부
63: 송전용 순시전력 계산부
64: 역 조류 판단부
65: 수전용 역 조류 계산부
66: 송전용 역 조류 계산부
67: 수전용 실사용전력 계산부
68: 송전용 실사용전력 계산부
69: 수전방향 선택부
70: 송전방향 선택부
71: 수전용 유효전력 판단부
72: 송전용 유효전력 판단부
73: 수전용 무효전력 판단부
74: 송전용 무효전력 판단부
75: 수전용 유효전력 및 사용량
76: 수전용 지상 무효전력 및 사용량
77: 수전용 진상무효전력 및 사용량
78: 송전용 유효전력 및 사용량　　　
79: 송전용 지상무효전력 및 사용량
80: 송전용 진상무효전력 및 사용량
81: 수전용 피상전력 및 역율 계산부
82: 송전용 피상전력 및 역율 계산부

Claims

상별 전압 또는 상별 전류를 감지하는 전압/전류 감지부;
상기 상별 전압 또는 상별 전류값을 이용하여 상별 위상차를 계산하고, 중성선 전류를 계산하여 수전 방향 또는 송전 방향을 측정하는 양방향 측정부;
상기 상별 전압, 상별 전류 및 상기 상별 위상차를 이용하여 순시 전력을 계산하는 순시전력 계산부;
상기 양방향 측정부로부터 계산된 상별 위상차와 상기 중성선 전류를 통해 역 조류 발생을 판단하는 역 조류 판단부;
상기 역 조류 판단부에서 역 조류가 발생된 것으로 판단 시 발생된 역 조류 전력을 계산하는 역 조류 계산부;
상기 순시전력과 상기 역 조류 전력을 통해 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하여 실사용 전력을 계산하는 실사용전력 계산부;
상기 실사용 전력의 유효전력 또는 무효전력을 판단하는 송/수전 방향 판단부;
상기 송/수전 방향 판단부에서 계산된 유효전력량 및 무효전력을 보정하고 이를 누적하여 저장하는 전력 계량값 저장부; 및
상기 전력 계량값 저장부에 저장된 유효전력 및 무효전력과 전력 누적량을 통해 피상전력과 역율을 계산하는 피상전력/역율 계산부를 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 1 항에 있어서,
상기 양방향 측정부는
수전 방향 측정부; 및 송전 방향 측정부를 더 포함하되,
상기 수전방향 측정부는 상기 상별 전압의 위상에서 상기 상별 전류의 위상을 차감하여 측정하고,
상기 송전방향 측정부는 상기 수전방향 측정부에 측정된 위상에 180도를 가산하여 측정하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 2 항에 있어서,
상기 양방향 측정부는
3상 전류 벡터합을 계산하여 상기 중성선 전류를 측정하는 중성선 전류 측정부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 1 항에 있어서,
상기 순시 전력 계산부는
수전방향 순시 전력을 계산하는 수전용 순시전력 계산부; 및
송전방향 순시 전력을 계산하는 송전용 순시전력 계산부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 4 항에 있어서,
상기 수전용 순시전력 계산부는
상별 순시 유효전력을 계산하는 순시 유효전력 계산부; 및
상별 순시 무효전력을 계산하는 순시 무효전력 계산부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 1 항에 있어서,
상기 역 조류 판단부는
상별 전류의 크기와 중성선 전류의 크기를 비교하여 0 또는 1을 출력하는 복수의 전류 크기 비교부;
상기 전류 크기 비교부에 출력되는 값이 모두 1일 경우 1을 출력하고 나머지 경우에는 0을 출력하는 제1 AND 게이트;
상별 전압의 위상차를 비교하여 0 또는 1을 출력하는 복수의 전압 위상차 비교부;
상기 전압 위상차 비교부의 출력이 모두 1일 경우 1을 출력하고 나머지 경우에는 0을 출력하는 제2 AND 게이트; 및
상기 제1 AND 게이트 및 상기 제2 AND 게이트의 출력이 모두 1일 경우에 1을 출력하는 제3 AND 게이트를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 1 항에 있어서,
상기 역 조류 계산부는
수전방향 역 조류 전력을 계산하는 수전용 역 조류 계산부; 및
송전방향 역 조류 전력을 계산하는 송전용 역 조류 계산부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 1 항에 있어서,
상기 역 조류 계산부는
상별 역 조류 전력의 유효전력을 계산하는 유효 역 조류 계산부;
상별 역 조류 전력의 무효전력을 계산하는 무효 역 조류 계산부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 1 항에 있어서,
상기 실사용전력 계산부는
수전방향 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하는 수전용 실사용 전력 계산부; 및
송전방향 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하는 송전용 실사용 전력 계산부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 9 항에 있어서,
상기 수전용 실사용 전력 계산부 또는 상기 송전용 실사용 전력 계산부는
상별 순시 보정 유효전력을 계산하는 상별 순시 보정 유효전력 계산부;
상별 순시 보정 무효전력을 계산하는 상별 순시 보정 무효전력 계산부
3상의 순시 보정 유효전력을 계산하는 3상 순시 보정 유효전력 계산부; 및
3상의 순시 보정 무효전력을 계산하는3상 순시 보정 무효전력 계산부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 10 항에 있어서,
상기 상별 순시 보정 유효전력 계산부는
상별 순시 유효전력에서 상별 역 조류 순시 유효전력을 차감하여 보정한 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 10 항에 있어서,
상기 상별 순시 보정 무효전력 계산부는
상별 순시 무효전력에서 상별 역 조류 순시 무효전력을 차감하여 보정한 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 10 항에 있어서,
상기 3상 순시 보정 유효전력 계산부는
상별 동일 시점에서 보정된 상별 순시 유효전력을 벡터 합산하여 계산하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 10 항에 있어서,
상기 3상 순시 보정 무효전력 계산부는
상별 동일 시점에서 보정된 상별 순시 무효전력을 벡터 합산하여 계산하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 10 항에 있어서,
상기 송/수전 방향 판단부는
송전방향 또는 수전방향의 상기 실사용 전력의 유효전력을 판단하는 유효전력 판단부와 상기 실사용 전력의 무효전력을 판단하는 무효전력 판단부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 15 항에 있어서,
상기 유효전력 판단부는
보정된 각 상별 유효전력의 값과 보정된 3상 유효전력의 합이 이 0보다 같거나 작으면 0을 출력하고, 0보다 크면 보정된 상기 각 상별 유효전력의 값과 상기 보정된 3상 유효전력의 합을 출력하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 15 항에 있어서,
상기 유효전력 판단부는
3상 유효전력의 합이 0보다 작고, 상별 유효전력의 합이 0보다 클 경우 출력값을 출력하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 15 항에 있어서,
상기 유효전력 판단부는
3상 유효전력이 상기 수전방향일 경우 상별 유효전력이 계량범위를 초과하면 -유효전력을 측정하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 15 항에 있어서,
상기 무효전력 판단부는
상별 보정 유효전력의 값이 0보다 커 수전방향의 유효전력이 결정되면, 무효전력의 값을 계량하고, 상기 상별 보정 유효전력을 기준으로 유효전력의 값이 0보다 작으면 무효전력 값을 0으로 출력하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 19 항에 있어서,
상기 무효전력 판단부는
지상무효전력 또는 진상무효전력을 판단하되,
보정된 각 상별 무효전력 및 보정된 3상 무효전력이 0보다 크면 상기 지상무효전력을 선택하고, 0보다 작으면 상기 진상무효전력을 선택하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 계량값 저장부는
상기 송/수전 방향 판단부에서 선택된 유효전력 또는 무효전력을 시간에 따라 적산하는 전력 사용량 적산부를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량기.
(a) 센서로부터 입력된 전압값 및 전류값을 이용하여 상별 전압 또는 전류를 감지하는 단계;
(b) 상기 감지된 전압값과 전류값을 이용하여 중성선 전류와 송/수전방향의 각 상별 위상차를 측정 단계;
(c) 상기 측정된 각 상별 위상차와, 상기 중성선 전류를 이용하여 역 조류를 판단하는 단계:
(d) 상기 판단 결과, 상기 역 조류 발생시 역 조류 전력을 계산하는 단계;
(e) 상기 각 상별 전압, 상기 각 상별 전류 및 상기 위상차에 의한 순시전력 계산 함수를 이용하여 순시 전력을 계산하는 단계;
(f) 상기 순시 전력과 상기 역 조류 전력을 통해 상별 순시 보정 전력 및 3상 순시 보정 전력을 계산하여 실사용 전력을 계산하는 단계;
(g) 상기 실사용 전력의 유효전력을 판단하는 단계;
(h) 상기 실사용 전력의 무효전력을 판단하는 단계;
(i) 상기 유효전력 또는 무효전력 판단 결과에 따라 유효전력 또는 무효전력의 전력량을 계량하고 저장하는 단계; 및
(j) 상기 계량된 유효전력 또는 무효전력의 전력량을 통해 피상전력 또는 역율을 계산하는 단계를 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 단계(b)는
상기 상별 전압의 위상에서 상기 상별 전류의 위상을 차감하여 수전방향을 측정하고,
상기 측정된 수전방향에 180도를 가산하여 송전방향을 측정하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 단계(b)는
3상 전류 벡터합을 계산하여 상기 중성선 전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 단계(c)는
상기 상별 전류의 기본파 성분의 크기와 상기 중성선 전류의 기본파 성분의 크기를 비교하여 상기 중성선 전류가 각 상별 전류보다 모두 클 때, AND 조건으로 1을 출력하고, 같거나 작을 때는 0을 출력하는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 단계(a)는
상기 감지된 상별 전압과 상기 전류를 샘플링하여 이산 신호로 변환하는 단계; 및
상기 이산 신호로 변환된 상별 전압과 상별 전류를 고속 푸리에 변환하여 차수별 크기, 차수별 위상 및 직류성분으로 분해하여 비정형파 전력을 계산하는 단계를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 단계(g)는
상기 고속 푸리에 변환을 통해 상기 차수별 크기, 차수별 위상 및 직류 성분을 상별 동일시점에서 상별 순시전력을 합산하고, 3상 합산된 값이 0보다 클 때, 상별 전력과 3상전력을 정방향(수전용)으로 누적하고,
상기 3상 합산된 값이 0보다 작을 때, 상기 상별 전력과 상기 3상 전력을 역방향(송전용)으로 누적하는 단계를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 단계(h)는
상기 상별 동일 시점에서 보정된 상별 무효전력을 가산하는 단계를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 단계(h)는
보정된 상별 순시무효전력과 보정된 3상무효전력값이 0보다 크면 지상무효전력으로 판단하고, 0보다 작으면 진상무효전력으로 판단하는 단계를 더 포함하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.
제 22 항에 있어서,
상기 단계(i)는
보정된 유효전력 및 보정된 무효전력은 수전방향과 송전방향에 따라 각각 저장되는 것을 특징으로 하는 역 조류 보정용 3상 양방향 계량 방법.