KR101115457B1 - Power system stabilizier and method for stabilizing power system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력 계통 안정화 장치에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 광역 모드와 지역 모드의 주파수를 제어하는 전력 계통 안정화 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a power system stabilization device, and more particularly, the present invention relates to a power system stabilization device and method for controlling the frequency of the wide-area mode and the local mode.
교류 전력 계통은 정상 상태에서 60Hz의 주파수로 진동하지만, 계통 설비들의 상태 변화나 계통 조건 등에 의해 60Hz 이외의 원치 않는 진동이 발생하게 된다. 이때, 계통 조건은 부하의 변동, 사고 및 각종 제어 시스템의 조정 등을 포함할 수 있다. 특히, 전력 계통의 발전기들은 이런 계통 변화에 응답하여 계통을 새로운 운전점으로 이동하려는 시도를 하게 됨으로써 진동(저주파 진동)을 유발하는 주 원동력이 된다.The AC power system vibrates at a frequency of 60 Hz in a normal state, but unwanted vibrations other than 60 Hz are generated due to changes in system facilities or system conditions. At this time, the system conditions may include a change in load, an accident and adjustment of various control systems. In particular, generators in the power system attempt to move the system to a new operating point in response to these system changes, becoming the main driving force for vibration (low frequency vibration).
저주파 진동은 대부분 특별한 문제없이 사라지지만 진동이 계속 유지되거나 증폭될 경우에는 전력 계통의 안정도에 심각한 영향을 초래하게 되며 특히 발전기의 트립을 유발할 수 있는 주 원인이 된다. 전력 계통의 저주파 진동 주파수 범위는 일반적으로 0.1 ~ 2Hz에서 발생하며 비교적 낮은 주파수대인 0.1 ~ 0.8Hz를 지역간 모드(inter-area mode)라 하고, 0.8 ~ 2Hz를 지역 모드(local mode)라 한다. 여기서, 지역간 모드는 광역 모드라고도 하며 이하에서는 광역 모드로 통칭한다.Most low frequency vibrations disappear without any particular problems, but if the vibrations are kept constant or amplified, they will seriously affect the stability of the power system, especially the generator tripping. The low frequency oscillation frequency range of the power system generally occurs at 0.1 to 2 Hz, and the relatively low frequency band of 0.1 to 0.8 Hz is called inter-area mode, and 0.8 to 2 Hz is called local mode. Here, the interregional mode is also referred to as a wide-area mode, hereinafter referred to as a wide-area mode.
저주파 진동은 전력 계통의 댐핑력을 향상시킴으로써 신속히 억제할 수 있는데, 가장 경제적이며 효과적인 장치가 발전기의 보조 장치인 전력 계통 안정화 장치(Power System Stabilizer : PSS)이다. 이때, 댐핑력은 댐핑 토크라고도 한다.Low frequency vibration can be quickly suppressed by improving the damping force of the power system. The most economical and effective device is the Power System Stabilizer (PSS), the generator's auxiliary device. In this case, the damping force is also referred to as damping torque.
전력 계통 안정화 장치는 발전기 속도에 비례하는 댐핑력을 발전기에 제공함으로써 저주파 진동을 신속히 억제하도록 한다. 일반적으로 전력 계통에서 발생하는 저주파 진동은 광역 모드와 지역 모드의 주파수가 같이 혼재되어 나타난다. 그러나, 종래의 전력 계통 안정화 장치는 0.1 ~ 2Hz 대의 모든 주파수 범위에서 댐핑 토크를 발전기에 제공할 수 없고 특정 주파수 범위를 중심으로 저주파 진동을 억제하므로 모든 저주파 진동을 억제할 수 없는 문제가 발생한다. The power system stabilization device provides a damping force proportional to the generator speed to quickly suppress low frequency vibrations. In general, low frequency oscillations in the power system are a mixture of frequencies in the wide mode and local mode. However, the conventional power system stabilization device cannot provide damping torque to the generator in all frequency ranges of 0.1 to 2 Hz, and suppresses low frequency vibration around a specific frequency range, thereby preventing all low frequency vibrations from occurring.
또한, 최근의 전력 계통은 신 재생 에너지원과 인근 부하로 구성되는 마이크로그리드 및 이를 근간으로 하는 스마트그리드가 계통에 지역적으로 형성될 전망이다. 따라서, 마이크로그리드 및 스마트그리드가 기존 계통과 연계될 경우에는 광역 모드의 진동이 발생할 가능성이 높아질 것으로 예상되어 전력 계통 안정화 장치에서 저주파 진동의 모든 주파수를 제어해야 필요성이 높아지고 있다.
In addition, the recent power system is expected to form microgrids consisting of renewable energy sources and nearby loads and smart grids based on them. Accordingly, when microgrids and smart grids are linked with existing systems, the possibility of vibration in a wide-area mode is expected to increase. Therefore, the necessity of controlling all frequencies of low frequency vibration in a power system stabilization device is increasing.
본 발명은 전력 계통에서 발생하는 저주파 진동을 억제시킬 수 있는 전력 계통 안정화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a power system stabilization apparatus and method that can suppress low-frequency vibration generated in the power system.
그리고, 본 발명은 저주파 진동의 댐핑력을 전력 계통에 제공할 수 있는 전력 계통 안정화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
The present invention also provides a power system stabilization apparatus and method capable of providing a damping force of low frequency vibration to a power system.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전력 계통과 접속하는 전력 계통 안정화 장치가 제공된다.According to one aspect of the invention, there is provided a power system stabilization device for connecting with the power system.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 계통과 접속하는 전력 계통 안정화 장치에 있어서, 전력 계통으로부터 수신한 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호와 지역 주파수 신호를 분리하는 신호 필터부; 상기 광역 주파수 신호에 대한 광역 중심 신호를 설정하고, 상기 광역 중심 신호를 이용하여 광역 시정수를 생성하며, 상기 광역 주파수 신호 및 상기 광역 시정수를 이용하여 제1 출력 신호를 생성하는 제1 안정화 제어부; 상기 지역 주파수 신호에 대한 지역 중심 신호를 설정하고, 상기 지역 중심 신호를 이용하여 지역 시정수를 생성하며, 상기 지역 주파수 신호 및 상기 지역 시정수를 이용하여 제2 출력 신호를 생성하는 제2 안정화 제어부; 및 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성하는 신호 처리부를 포함하는 전력 계통 안정화 장치가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, a power system stabilization apparatus connected to a power system, the apparatus comprising: a signal filter for separating a wide frequency signal and a local frequency signal from a vibration frequency signal received from the power system; A first stabilization controller configured to set a wide center signal for the wide frequency signal, generate a wide time constant using the wide center signal, and generate a first output signal using the wide frequency signal and the wide time constant ; A second stabilization controller configured to set a local center signal for the local frequency signal, generate a local time constant using the local center signal, and generate a second output signal using the local frequency signal and the local time constant; ; And a signal processor configured to generate a damping voltage signal using the first output signal and the second output signal.
이때, 상기 제1 안정화 제어부는, 상기 광역 중심 신호를 이용하여 상기 광역 시정수를 생성하고, 상기 광역 시정수를 이용하여 상기 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제1 보상 신호를 생성하는 광역 위상 보상부를 포함한다.In this case, the first stabilization controller generates the wide time constant using the wide center signal, and compensates the phase delay of the wide frequency signal using the wide time constant to generate a first compensation signal. It includes a compensation unit.
그리고, 상기 제1 안정화 제어부는, 상기 제1 보상 신호와 광역 이득 정수를 이용하여 상기 제1 출력 신호를 생성하는 광역 이득 보상부를 더 포함한다.The first stabilization controller may further include a global gain compensator configured to generate the first output signal by using the first compensation signal and a global gain constant.
한편, 상기 제2 안정화 제어부는, 상기 지역 중심 신호를 이용하여 상기 지역 시정수를 생성하고, 상기 지역 시정수를 이용하여 상기 지역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제2 보상 신호를 생성하는 지역 위상 보상부를 포함한다.Meanwhile, the second stabilization controller generates the local time constant using the local center signal, and compensates the phase delay of the local frequency signal using the local time constant to generate a second compensation signal. It includes a compensation unit.
그리고, 상기 제2 안정화 제어부는, 상기 제2 보상 신호와 지역 이득 정수를 이용하여 상기 제2 출력 신호를 생성하는 지역 이득 보상부를 더 포함한다.The second stabilization controller may further include a local gain compensator configured to generate the second output signal by using the second compensation signal and a local gain integer.
또한, 상기 제1 및 제2 안정화 제어부 각각은, 상기 전력 계통으로부터 수신되는 정상 출력 주파수 신호의 입력을 방지하는 주파수 차단부를 더 포함한다.In addition, each of the first and second stabilization controllers further includes a frequency blocking unit for preventing input of a normal output frequency signal received from the power system.
여기서, 상기 주파수 차단부는, 상기 출력 주파수 신호를 차단하기 위한 차단 시정수를 설정하고, 상기 차단 시정수를 이용하여 상기 출력 주파수 신호의 입력을 방지한다.Here, the frequency blocking unit sets a blocking time constant for blocking the output frequency signal, and prevents the input of the output frequency signal by using the blocking time constant.
한편, 상기 신호 처리부는, 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 연산하여 연산 신호를 생성하는 생성부; 및 상기 연산 신호를 상기 전력 계통에 따른 전압 범위 정보로 제한하여 상기 댐핑 전압 신호를 생성하는 출력 제한부를 포함한다.The signal processor may include a generator configured to generate the operation signal by calculating the first output signal and the second output signal; And an output limiting unit configured to generate the damping voltage signal by limiting the operation signal to voltage range information according to the power system.
그리고, 상기 전력 계통 안정화 장치는, 상기 전력 계통과 접속하는 타 전력 계통으로부터 수신한 타 진동 주파수 신호와 상기 진동 주파수 신호를 비교하여 비교값을 생성하고, 상기 비교값이 기준값 이상이면 알림 정보를 생성하는 출력 관리부를 더 포함한다.The power system stabilizing apparatus compares the vibration frequency signal with another vibration frequency signal received from another power system connected to the power system, and generates a comparison value, and generates notification information when the comparison value is equal to or greater than a reference value. It further comprises an output management unit.
또한, 상기 전력 계통 안정화 장치는, 상기 알림 정보를 출력하는 출력부를 더 포함한다.
The power system stabilizing apparatus further includes an output unit configured to output the notification information.
그리고, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전력 계통과 접속하는 전력 계통 안정화 장치가 전력 계통을 안정화하는 방법이 제공된다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a method for stabilizing a power system by a power system stabilizing device connected to the power system.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력 계통과 접속하는 전력 계통 안정화 장치가 전력 계통을 안정화하는 방법에 있어서, (a) 전력 계통으로부터 수신한 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호와 지역 주파수 신호를 분리하는 단계; (b) 상기 광역 주파수 신호에 대한 광역 중심 신호를 이용하여 광역 시정수를 생성하고, 상기 광역 주파수 및 상기 광역 시정수를 이용하여 제1 출력 신호를 생성하는 단계; (c) 상기 지역 주파수 신호에 대한 지역 중심 신호를 이용하여 지역 시정수를 생성하고, 상기 지역 주파수 신호 및 상기 지역 시정수를 이용하여 제2 출력 신호를 생성하는 단계; 및 (d) 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성하는 단계를 포함하는 전력 계통 안정화 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, in a method for stabilizing a power system by a power system stabilization apparatus connected to a power system, (a) separating a wide frequency signal and a local frequency signal from a vibration frequency signal received from the power system; step; (b) generating a wide time constant using a wide center signal for the wide frequency signal, and generating a first output signal using the wide frequency and the wide time constant; (c) generating a local time constant using a local center signal with respect to the local frequency signal, and generating a second output signal using the local frequency signal and the local time constant; And (d) generating a damping voltage signal using the first output signal and the second output signal.
그리고, 상기 (b) 단계는, 상기 광역 주파수 신호에 대한 상기 광역 중심 신호를 설정하는 단계; 상기 광역 중심 신호를 이용하여 광역 시정수를 생성하는 단계; 및 상기 광역 시정수를 이용하여 상기 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다.And the step (b) comprises: setting the wide center signal for the wide frequency signal; Generating a wide time constant using the wide center signal; And compensating for the phase delay of the wide frequency signal using the wide time constant to generate the first output signal.
여기서, 상기 광역 시정수를 이용하여 상기 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계는, 상기 광역 시정수를 이용하여 상기 광역 주파수의 위상 지연을 보상해서 상기 제1 보상 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제1 보상 신호와 광역 이득 정수를 이용하여 상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다.The generating of the first output signal by compensating for the phase delay of the wide frequency signal using the wide time constant may include compensating for the phase delay of the wide frequency using the wide time constant to compensate for the first compensation. Generating a signal; And generating the first output signal using the first compensation signal and a global gain integer.
한편, 상기 (c) 단계는, 상기 지역 주파수 신호에 대한 상기 지역 중심 신호를 설정하는 단계; 상기 지역 중심 신호를 이용하여 지역 시정수를 생성하는 단계; 및 상기 지역 시정수를 이용하여 상기 지역 주파수의 위상 지역을 보상해서 상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다.On the other hand, step (c), the step of setting the local center signal for the local frequency signal; Generating a local time constant using the local center signal; And generating the first output signal by compensating for the phase region of the region frequency using the region time constant.
이때, 상기 지역 시정수를 이용하여 상기 지역 주파수의 위상 지역을 보상해서 상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계는, 상기 지역 시정수를 이용하여 상기 광역 주파수의 위상 지연을 보상해서 상기 제2 보상 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제1 보상 신호와 광역 이득 정수를 이용하여 상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계를 포함한다.In this case, the generating of the first output signal by compensating the phase area of the local frequency using the local time constant may include compensating the phase delay of the wide frequency using the local time constant to compensate for the second compensation signal. Generating a; And generating the first output signal using the first compensation signal and a global gain integer.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 제1 출력 신호와 상기 제1 출력 신호를 더하기 연산하여 연산 신호를 생성하는 단계; 및 상기 연산 신호를 상기 전력 계통에 따른 전압 범위 정보로 제한하여 상기 댐핑 전압 신호를 생성하는 단계를 포함한다.In addition, the step (d), the operation of generating the operation signal by adding the first output signal and the first output signal; And limiting the operation signal to voltage range information according to the power system to generate the damping voltage signal.
한편, 상기 전력 계통 안정화 방법은 상기 (a) 단계 이후에, 상기 전력 계통과 접속하는 타 전력 계통으로부터 타 진동 주파수 신호를 수신하는 단계; 상기 진동 주파수 신호와 상기 타 진동 주파수 신호를 비교하여 알림 정보를 생성하는 단계; 및 상기 알림 정보를 출력하는 단계를 더 포함한다.
On the other hand, the power system stabilization method, after the step (a), the step of receiving another vibration frequency signal from another power system connected to the power system; Generating notification information by comparing the vibration frequency signal with the other vibration frequency signal; And outputting the notification information.
본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치 및 방법은 전력 계통에서 발생하는 저주파 진동의 광역 모드 및 지역 모드를 억제시킬 수 있다.Power system stabilization apparatus and method according to an embodiment of the present invention can suppress the wide-area mode and local mode of low frequency vibration occurring in the power system.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치 및 방법은 저주파 진동에 해당하는 댐핑력을 전력 계통에 제공할 수 있다.In addition, the power system stabilization apparatus and method according to an embodiment of the present invention can provide a damping force corresponding to the low frequency vibration to the power system.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치 및 방법은 전력 계통의 안정화를 향상시킬 수 있으며 연계 계통의 전력 전송을 극대화할 수 있다.
And, the power system stabilization apparatus and method according to an embodiment of the present invention can improve the stabilization of the power system and can maximize the power transmission of the associated system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치, 자동 전압 조정기 및 발전기를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치의 안정화 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치를 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동 주파수 신호를 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing a power system stabilization apparatus, an automatic voltage regulator and a generator according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a power system stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating a stabilization control unit of a power system stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a power system stabilization method according to an embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram showing a power system stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating a vibration frequency signal according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
이하, 본 발명에 따른 전력 계통 안정화 장치 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the power system stabilization apparatus and method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in the following description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals and Duplicate explanations will be omitted.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Power system stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치, 자동 전압 조정기 및 발전기를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing a power system stabilization apparatus, an automatic voltage regulator and a generator according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 전력 계통 안정화 장치(Power System Stabilizer : PSS, 100)는 자동 전압 조정기(Automatic Voltage Regulator : AVR, 350) 및 전력 계통의 발전기(370)와 접속한다.Referring to FIG. 1, a power system stabilizer (PSS) 100 is connected to an automatic voltage regulator AVR 350 and a
전력 계통 안정화 장치(100)는 발전기(370)로부터 진동 주파수 신호를 수신한다. 전력 계통 안정화 장치(100)는 발전기(370)에서 발생하는 모든 영역의 저주파 진동을 억제하기 위하여 진동 주파수 신호를 광역 주파수 신호 및 지역 주파수 신호를 분리한다. 이때, 광역 주파수 신호는 광역 모드의 저주파 진동을 나타내며, 지역 주파수 신호는 지역 모드의 저주파 진동을 나타낸다. 전력 계통 안정화 장치(100)는 광역 주파수 신호 및 지역 주파수 신호 각각의 주파수를 억제하기 위해 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 생성한다. 그리고, 전력 계통 안정화 장치(100)는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성한다. 전력 계통 안정화 장치(100)는 자동 전압 조정기(350)와 접속하여 자동 전압 조정기(350)로 댐핑 전압 신호를 전송한다. 이러한, 전력 계통 안정화 장치(100)는 도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.The power
자동 전압 조정기(350)는 발전기(370)의 단자 전압을 일정하게 유지시키도록 계자 전류 및 계자 전압을 조정하여 발전기(370)의 고정자 권선에 유기 전압을 발생시킨다. 자동 전압 조정기(350)는 전력 계통 안정화 장치(100) 및 발전기(370)와 접속한다. 즉, 자동 전압 조정기(350)는 전력 계통 안정화 장치(100)로부터 수신한 댐핑 전압 신호 및 기준 전압 신호를 포함한 제어 신호를 수신한다. 이때, 기준 전압 신호는 발전기(370)의 전압을 일정하게 유지시키기 위해 자동 전압 조정기(350)를 운전할 때의 기준이 되는 전압을 나타낸다.The
자동 전압 조정기(350)는 기준 전압 신호를 이용하여 발전기(370)의 계자 전류 및 계자 전압을 조정하여 발전기(370)의 전압을 유지시킨다. 그리고, 자동 전압 조정기(350)는 댐핑 전압 신호를 이용하여 발전기(370)의 출력 진동을 억제한다. 자동 전압 조정기(350)는 댐핑 전압 신호를 발전기(370)로 전송한다. The
발전기(370)는 화력 에너지 등을 전기 에너지로 변환하는데 이때 정상 출력 주파수 신호가 발생한다. 정상 출력 주파수 신호는 발전기(370)가 정상 상태에서 운전할 때 발생하는 주파수이다. 그러나, 발전기(370)는 상태 변화나 계통 조건 등에 의해 정상 출력 주파수 신호 이외의 진동 주파수 신호가 발생한다. 이때, 진동 주파수 신호는 발전기(370)에서 문제가 발생했을 때 나타나는 저주파 진동을 나타낸다. 예를 들어, 진동 주파수 신호는 발전기(370)의 회전자 편차일 수 있다.The
발전기(370)는 전력 계통 안정화 장치(100)와 접속하여 전력 계통 안정화 장치(100)로 진동 주파수 신호를 전송한다. 그리고, 발전기(370)는 자동 전압 조정기(350)로부터 댐핑 전압 신호를 수신하여 저주파 진동인 진동 주파수 신호를 억제시킨다.
The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치를 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram showing a power system stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전력 계통 안정화 장치(100)는 수신부(110), 신호 필터부(120), 안정화 제어부(130), 신호 처리부(180), 전송부(210), 출력 관리부(230) 및 출력부(240)를 포함한다.2, the power
수신부(110)는 발전기(370)와 접속한다. 수신부(110)는 발전기(370)로부터 진동 주파수 신호, 발전기(370)의 출력 신호를 수신한다. 수신부(110)는 진동 주파수 신호를 신호 필터부(120)로 제공한다. 또한, 수신부(110)는 발전기(370)와 접속하는 타 발전기(도시하지 않음)로부터 타 진동 주파수 신호를 수신한다. 수신부(110)는 발전기(370)의 출력 신호 및 타 진동 주파수 신호를 출력 관리부(230)로 제공한다.The
여기서는 수신부(110)를 포함하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 신호 필터부(120)에서 진동 주파수 신호 및 발전기(370)의 출력 신호를 수신할 수 있다.Although the example includes the
신호 필터부(120)는 진동 주파수 신호를 광역 주파수 신호와 지역 주파수 신호를 분리한다. 즉, 신호 필터부(120)는 모든 대역의 저주파 진동인 진동 주파수 신호를 광역 모드의 진동을 나타내는 광역 주파수 신호와 지역 모드의 진동을 나타내는 지역 주파수 신호로 분리한다. 이렇게 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호 및 지역 주파수 신호를 분리하는 이유는 모든 대역의 저주파 진동을 억제시키기 위함이다. 신호 필터부(120)는 광역 주파수 신호를 제1 안정화 제어부(140)에 제공하고 지역 주파수 신호를 제2 안정화 제어부(160)에 제공한다.The
안정화 제어부(130)는 광역 주파수 신호를 제어하는 제1 안정화 제어부(140) 및 지역 주파수 신호를 제어하는 제2 안정화 제어부(160)를 포함한다.The
제1 안정화 제어부(140)는 신호 필터부(120)로부터 광역 주파수 신호를 제공받는다. 제1 안정화 제어부(140)는 광역 주파수 신호에 따른 광역 시정수를 생성한다. 이때, 광역 시정수는 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상하기 위해 설정된 시정수이다. 제1 안정화 제어부(140)는 광역 시정수를 이용하여 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제1 출력 신호를 생성한다. 제1 안정화 제어부(140)는 생성한 제1 출력 신호를 신호 처리부(180)로 제공한다.The
제2 안정화 제어부(160)는 신호 필터부(120)와 접속하며, 신호 필터부(120)로부터 지역 주파수 신호를 제공받는다. 제2 안정화 제어부(160)는 지역 주파수 신호에 따른 지역 시정수를 생성한다. 여기서, 지역 시정수는 지역 주파수 신호의 위상 지연을 보상하기 위해 설정된 시정수이다. 제2 안정화 제어부(160)는 지역 시정수를 이용하여 지역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제2 출력 신호를 생성한다. 제2 안정화 제어부(160)는 제2 출력 신호를 신호 처리부(180)로 제공한다.The second
이러한, 제1 안정화 제어부(140) 및 제2 안정화 제어부(160)를 포함하는 안정화 제어부(130)를 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.The
신호 처리부(180)는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성한다. 이를 위해 신호 처리부(180)는 생성부(190) 및 출력 제한부(195)를 포함한다.The
생성부(190)는 제1 안정화 제어부(140)로부터 제1 출력 신호를 수신하고, 제2 안정화 제어부(160)로부터 제2 출력 신호를 수신한다. 생성부(190)는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 이용하여 연산 신호를 생성한다.The
출력 제한부(195)는 연산 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성한다. 다시 말하면, 출력 제한부(195)는 연산 신호를 자동 전압 조정기(350)의 전압 범위 정보로 제한하여 댐핑 전압 신호를 생성한다. 이때, 전압 범위 정보는 자동 전압 조정기(350)가 운전할 수 있는 전압의 일정 범위를 나타낼 수 있다. 전압 범위 정보는 최대 전압 정보와 최소 전압 정보를 포함할 수 있다.The
전송부(210)는 자동 전압 조정기(350)와 접속한다. 전송부(210)는 신호 처리부(180)에서 생성한 댐핑 전압 신호를 자동 전압 조정기(350)로 전송한다. 이때, 자동 전압 조정기(350)는 발전기(370)에서 발생하는 저주파 진동을 억제하도록 댐핑 전압 신호를 발전기(370)로 전송한다.The
여기서는 전송부(210)를 포함하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 신호 처리부(180)에서 자동 전압 조정기(350)로 댐핑 전압 신호를 바로 전송할 수도 있다.Although the example includes the
출력 관리부(230)는 수신부(110)로부터 발전기(370)의 출력 신호 및 타 진동 주파수 신호를 제공받는다. 출력 관리부(230)는 발전기(370)의 출력 신호를 이용하여 주파수 정보를 생성한다. 즉, 출력 관리부(230)는 출력 신호를 퓨리에 변환하여 주파수 정보를 생성한다. 이때, 주파수 정보는 발전기(370)에서 발생하는 주파수의 크기를 나타낼 수 있다. 출력 관리부(230)는 주파수 정보를 표시부(250)에서 출력하기 위해 표시부(250)를 제어하며, 표시부(250)로 알림 정보를 제공한다.The
또한, 출력 관리부(230)는 진동 주파수 신호 및 타 진동 주파수 신호를 이용하여 알림 정보를 생성한다. 구체적으로, 출력 관리부(230)는 진동 주파수 신호와 타 진동 주파수 신호 각각의 위상을 비교하여 비교값을 생성한다. 출력 관리부(230)는 비교값이 기준값 이상이면 알림 정보를 생성한다. 이때, 기준값은 타 지역에서 저주파 진동이 발생하였다는 것을 판단하기 위한 기준을 나타낸다. 예를 들어, 기준값은 180°이다.In addition, the
이렇게 알림 정보를 생성하는 이유는 사용자에게 발전기(370)에서 저주파 진동이 발생하지 않고 발전기(370)와 접속한 타 전력 계통의 발전기(370)로부터 저주파 진동이 발생하였다는 것을 알리기 위해서이다.The reason for generating the notification information is to inform the user that low frequency vibration is generated from the
출력 관리부(230)는 알림 정보를 출력부(240)의 표시부(250) 및 발광부(260)로 제공한다. 표시부(250)를 통해 출력되는 알림 정보는 진동 주파수 신호, 타 진동 주파수 신호, 비교값 및 기준값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광부(260)를 통해 출력되는 알림 정보는 발광부(260)를 온(on)시키기 위한 전기 신호를 포함할 수 있다.The
만약, 출력 관리부(230)는 비교값이 기준값 이하이면 발전기(370)에서 저주파 진동이 발생하였으므로 알림 정보를 생성하지 않는다.If the comparison value is less than or equal to the reference value, the
출력부(240)는 알림 정보를 출력한다. 이러한, 출력부(240)는 표시부(250) 및 발광부(260)를 포함한다.The
표시부(250)는 출력 관리부(230)의 제어하에 알림 정보 및 주파수 정보를 표시한다. 즉, 표시부(250)는 사용자에게 전력 계통 안정화 장치(100)에 접속하는 발전기(370)에서 발생한 저주파 진동이 아닌 타 발전기에서 발생한 저주파 진동인 것을 알리기 위해 알림 정보를 표시한다. 그리고, 표시부(250)는 발전기(370)에서 발생한 저주파 진동의 크기를 나타내는 주파수 정보를 표시한다.The
또한, 표시부(250)는 전력 계통 안정화 장치(100)의 구성 요소에서 수행하는 과정 및 결과 데이터를 표시한다. 예를 들어, 표시부(250)는 수신부(110)로 수신한 진동 주파수 신호 및 타 진동 주파수 신호를 표시할 수 있다. 표시부(250)는 신호 필터부(120)에서 분리된 광역 주파수 신호 및 지역 주파수 신호를 표시할 수 있다. 표시부(250)는 제1 안정화 제어부(140) 및 제2 안정화 제어부(160) 각각에서 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 생성하는 과정 및 생성한 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 표시할 수 있다. 표시부(250)는 신호 처리부(180)에서 연산 신호 및 댐핑 전압 신호를 생성하는 과정 및 생성한 연산 신호 및 댐핑 전압 신호를 표시할 수 있다.In addition, the
한편, 표시부(250)는 수신부(110), 신호 필터부(120), 안정화 제어부(130), 신호 처리부(180), 전송부(210), 출력 관리부(230) 및 출력부(240)에서 오류가 발생하면 오류 발생 사항을 표시할 수 있다.Meanwhile, the
발광부(260)는 출력 관리부(230)의 제어하에 알림 정보를 출력한다. 발광부(260)는 발전기(370)와 접속한 타 전력 계통인 타 발전기로부터 저주파 진동의 발생 유무를 표시할 수 있다. 즉, 발광부(260)는 출력 관리부(230)로부터 알림 정보를 수신하면 알림 정보를 출력하기 위해 발광한다.The
여기서는 표시부(250)와 발광부(260)를 모두 포함하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 표시부(250)와 발광부(260) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 출력부(240)는 표시부(250) 및 발광부(260)를 포함하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 알림 정보를 출력할 수 있으면 종류는 무관하다. 예를 들어, 출력부(240)는 프린터 및 스피커부 중 어느 하나일 수도 있다.
Although the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 장치의 안정화 제어부를 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a stabilization control unit of a power system stabilization apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 안정화 제어부(130)는 제1 안정화 제어부(140) 및 제2 안정화 제어부(160)를 포함한다. 이때, 제1 안정화 제어부(140)와 제2 안정화 제어부(160)는 병렬로 접속할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
제1 안정화 제어부(140)는 제1 주파수 차단부(153), 광역 위상 보상부(155) 및 광역 이득 보상부(157)를 포함한다.The
제1 주파수 차단부(153)는 발전기(370)로부터 정상 출력 주파수 신호의 입력을 차단한다. 이때, 정상 출력 주파수 신호는 정상 상태일 경우에 발전기(370)에서 출력되는 주파수일 수 있다. 구체적으로, 제1 주파수 차단부(153)는 차단 시정수를 설정한다. 이때, 차단 시정수는 광역 주파수 신호를 차단하기 위해 설정된 시정수이다. 차단 시정수는 사용자로부터 입력받아 설정되거나 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 설정될 수 있다. 제1 주파수 차단부(153)는 차단 시정수를 이용하여 정상 출력 주파수 신호의 입력을 방지한다.The
이렇게 제1 안정화 제어부(140)에 제1 주파수 차단부(153)를 형성시키는 이유는 제1 안정화 제어부(140)의 내부로 정상 출력 주파수 신호를 입력을 차단하고, 광역 주파수 신호에 대한 진동 주파수를 억제하기 위한 신호를 생성하기 위해서 이다.The reason for forming the first
만약, 제1 주파수 차단부(153)는 신호 필터부(120)로부터 광역 주파수 신호를 제공받으면 광역 주파수 신호를 통과시켜 광역 위상 보상부(155)로 제공한다. 이때, 신호 필터부(120)는 밴드 패스 필터(band pass filter)일 수 있다.If the
제1 주파수 차단부(153)는 신호 필터부(120)로부터 정상 출력 주파수 신호와 광역 주파수 신호를 함께 제공받을 수도 있고, 정상 출력 주파수 신호 또는 광역 주파수 신호 각각만 제공받을 수도 있다.The first
광역 위상 보상부(155)는 광역 주파수 신호를 이용하여 제1 보상 신호를 생성한다. 구체적으로, 광역 위상 보상부(155)는 광역 주파수 신호에 대한 광역 중심 신호를 설정한다. 이때, 광역 중심 신호를 광역 주파수 신호에서 중심이 되는 신호를 나타내며, 발전기(370)에서 부족한 주파수 대역을 나타낼 수도 있다. 이러한 광역 중심 신호는 발전기(370)의 해석 결과에 의해 설정되거나 사용자로부터 입력받아 설정될 수 있다. 그리고, 광역 위상 보상부(155)는 광역 중심 신호를 이용하여 광역 시정수를 생성한다. 이때, 광역 시정수는 제1 내지 제4 광역 시정수를 포함한다. 제1 내지 제4 광역 시정수를 생성하는 방법은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.The
광역 위상 보상부(155)는 제1 내지 제4 광역 시정수를 이용하여 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제1 보상 신호를 생성한다.The wide
광역 이득 보상부(157)는 제1 보상 신호를 이용하여 제1 출력 신호를 생성한다. 다시 말하면, 광역 이득 보상부(157)는 제1 보상 신호에서 이득을 보상하기 위해 광역 이득 정수를 설정한다. 광역 이득 보상부(157)는 제1 보상 신호 및 광역 이득 정수를 이용하여 제1 출력 신호를 생성한다.The wide
제2 안정화 제어부(160)는 제2 주파수 차단부(173), 지역 위상 보상부(175) 및 지역 이득 보상부(177)를 포함한다.The
제2 주파수 차단부(173)는 신호 필터부(120)로부터 지역 주파수 신호를 제공받으면 지역 위상 보상부(175)로 제공하고, 정상 출력 주파수 신호를 제공받으면 제2 안정화 제어부(160)의 지역 위상 보상부(175)로 입력되는 것을 차단한다. 구체적으로, 제2 주파수 차단부(173)는 정상 출력 주파수 신호를 제2 안정화 제어부(160)의 내부로 입력되는 것을 방지하기 위해 차단 시정수를 설정한다. 이때, 제2 주파수 차단부(173)의 차단 시정수는 제1 주파수 차단부(153)의 차단 시정수와 동일할 수도 있다. 제2 주파수 차단부(173)는 제2 안정화 제어부(160)로 정상 출력 주파수 신호가 제공될 경우에 차단 시정수를 이용하여 정상 출력 주파수 신호의 입력을 차단한다.When the
지역 위상 보상부(175)는 지역 주파수 신호를 제2 주파수 차단부(173)로부터 제공받는다. 다시 말하면, 지역 위상 보상부(175)는 지역 주파수 신호에서 중심이 되는 신호인 지역 중심 신호를 설정한다. 이때, 지역 중심 신호는 발전기(370)에서 부족한 주파수 대역을 나타낼 수도 있다. 지역 위상 보상부(175)는 지역 중심 신호를 이용하여 제1 내지 제4 지역 시정수를 포함하는 지역 시정수를 생성한다. 지역 위상 보상부(175)는 제1 내지 제4 지역 시정수를 이용하여 지역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제2 보상 신호를 생성한다.The
지역 이득 보상부(177)는 지역 이득 정수를 이용하여 제2 보상 신호의 이득을 보상해서 제2 출력 신호를 생성한다. 지역 이득 보상부(177)는 제2 보상 신호에서 이득을 보상하기 위해 지역 이득 정수를 설정한다.
The
본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통을 안정화하는 방법은 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.A method of stabilizing a power system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 계통 안정화 방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a power system stabilization method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 전력 계통 안정화 장치(100)은 발전기(370)로부터 진동 주파수 신호를 수신한다(S410). 즉, 전력 계통 안정화 장치(100)의 수신부(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 발전기(370)로부터 진동 주파수 신호(△ω1)를 수신한다. 이때, 진동 주파수 신호(△ω1)는 발전기(370)에서 오류가 발생하였을 때 생성되는 저주파 진동이며 도 6에 도시된 바와 같이 0.1 ~ 2Hz(600)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the power
전력 계통 안정화 장치(100)은 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호 및 지역 주파수 신호를 분리한다(S420). 다시 말하면, 전력 계통 안정화 장치(100)의 신호 필터부(120)는 발전기(370)에서 발생하는 모든 대역의 저주파 진동을 억제하기 위해 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호 및 지역 주파수 신호를 분리한다. 이때, 광역 주파수 신호(△ωG)는 광역 모드의 저주파 진동을 나타내며 도 6에 도시된 바와 같이 0.1 ~ 0.8Hz(610)일 수 있고, 지역 주파수 신호(△ωL)는 지역 모드의 저주파 진동을 나타내며 도 6에 도시된 바와 같이 0.8 ~ 2Hz(620)일 수 있다.The power
전력 계통 안정화 장치(100)은 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상하기 위해 광역 시정수를 생성한다(S430). 구체적으로, 전력 계통 안정화 장치(100)의 제1 주파수 차단부(153)로 진동 주파수 신호와 함께 정상 출력 주파수 신호가 입력되거나 또는 정상 출력 주파수 신호가 입력되면 제1 주파수 차단부(153)는 도 5에 도시된 바와 같이 정상 출력 주파수 신호가 제1 안정화 제어부(140)로 입력되는 것을 차단 시정수(Tw)를 이용하여 차단한다. 예를 들어, 차단 시정수는 2 ~ 10sec로 설정될 수 있다. 그리고, 광역 위상 보상부(155)는 제1 주파수 차단부(153)로부터 수신한 광역 주파수 신호(△ωG)에 대한 광역 중심 신호를 설정한다. 광역 위상 보상부(155)는 광역 중심 신호를 이용하여 도 6에 도시된 바와 같이 제1 광역 시정수 내지 제4 광역 시정수(T1, T2, T3, T4)를 생성한다. 광역 위상 보상부(155)는 제1 광역 시정수를 하기의 [수학식 1]과 같이 정의할 수 있다.
The power
[수학식 1][Equation 1]
여기서, fc는 광역 중심 신호이며, T1는 제1 광역 시정수이고, T2는 제2 광역 시정수이다. 즉, 광역 위상 보상부(155)는 [수학식 1]의 fc에 광역 중심 신호를 대입하여 T1인 제1 광역 시정수를 생성할 수 있다. 그리고, 광역 위상 보상부(155)는 T1인 제1 광역 시정수를 생성하고, [수학식 1]의 T1의 제1 광역 시정수를 대입하여 T2인 제2 광역 시정수를 생성할 수 있다. 이때, T2인 제2 광역 시정수는 T1의 제1 광역 시정수에 1/10일 수 있다. 또한, 제1 광역 시정수(T1)는 광역 주파수 신호(△ωG)의 위상 레벨을 증가시키고, 제2 광역 시정수(T2)는 광역 주파수 신호(△ωG)의 위상 레벨을 감소시킨다. 이에 따라, 광역 위상 보상부(155)는 제1 광역 시정수(T1) 및 제2 광역 시정수(T2)를 이용하여 광역 주파수 신호(△ωG)의 위상 레벨을 증가시키고 감소시켜 위상 지연을 보상시킬 수 있다. Where f c is a wide center signal, T 1 is a first wide time constant, and T 2 is a second wide time constant. That is, the
그리고, 광역 위상 보상부(155)는 제1 광역 시정수(T1)와 동일하게 제3 광역 시정수(T3)를 생성하고, 제2 광역 시정수(T2)와 동일하게 제4 광역 시정수(T4)를 생성할 수 있다. 한편, 제3 광역 시정수(T3) 및 제4 광역 시정수(T4) 각각은 수신되는 광역 주파수 신호(△ωG)에 따라 제1 광역 시정수(T1) 및 제2 광역 시정수(T2)와 상이하게 생성될 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이 제1 광역 시정수 내지 제4 광역 시정수(T1, T2, T3, T4)을 이용하여 위상 지연을 보상하는 이유는 제1 광역 시정수 및 제2 광역 시정수(T1, T2)일 경우에 위상 보상이 완벽하게 이루어지지 않기 때문이다.The wide-
전력 계통 안정화 장치(100)은 제1 광역 시정수 내지 제4 광역 시정수를 이용하여 광역 주파수 신호를 변환하여 제1 출력 신호를 생성한다(S440). 구체적으로, 전력 계통 안정화 장치(100)의 광역 위상 보상부(155)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 광역 시정수 내지 제4 광역 시정수 각각을 T1, T2, T3, T4 각각에 대입하여 광역 주파수 신호(△ωG)의 위상 지연을 보상해서 제1 보상 신호를 생성한다.The power
그리고, 광역 이득 보상부(157)는 광역 이득 정수를 설정한다. 즉, 광역 이득 보상부(157)는 도 5에 도시된 바와 같이 광역 이득 정수(KG)와 제1 보상 신호를 더하기 연산하여 제1 출력 신호를 생성한다. The wide
전력 계통 안정화 장치(100)은 지역 주파수 신호의 위상 지연을 보상하기 위해 지역 시정수를 생성한다(S450). 구체적으로, 전력 계통 안정화 장치(100)의 제2 주파수 차단부(173)는 제2 안정화 제어부(160)로 제공된 정상 출력 주파수 신호를 도 5에 도시된 바와 같이 차단 시정수(Tw)를 이용하여 제2 안정화 제어부(160)로 입력되는 것을 차단한다. 그리고, 제2 주파수 차단부(173)는 신호 필터부(120)로부터 제공받은 지역 주파수 신호(△ωL)를 통과시켜 지역 위상 보상부(175)로 제공한다.The power
그리고, 지역 위상 보상부(175)는 지역 주파수 신호에 대한 지역 중심 신호를 설정하고, 지역 중심 신호를 이용하여 도 5에 도시된 바와 같이 제1 내지 제4 지역 시정수(T5, T6, T7, T8)를 생성한다. 제1 지역 시정수 내지 제 4 지역 시정수(T5, T6, T7, T8)의 생성 방법은 제1 지역 시정수 내지 제4 지역 시정수(T1, T2, T3, T4)의 생성 방법과 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. Then, the local
전력 계통 안정화 장치(100)은 제1 지역 시정수 내지 제4 지역 시정수를 이용하여 지역 주파수 신호를 변환하여 제2 출력 신호를 생성한다(S460). 다시 말하면, 전력 계통 안정화 장치(100)의 지역 위상 보상부(175)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 지역 시정수 내지 제4 지역 시정수 각각을 T5, T6, T7, T8 각각에 대입하여 지역 주파수 신호(△ωL)의 위상 지연을 보상해서 제2 보상 신호를 생성한다.The power
이후, 지역 이득 보상부(177)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 보상 신호와 지역 이득 정수(KL)를 더하기 연산하여 제2 출력 신호를 생성한다.Thereafter, as shown in FIG. 5, the
전력 계통 안정화 장치(100)은 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 이용하여 연산 신호를 생성한다(S470). 즉, 전력 계통 안정화 장치(100)의 생성부(190)는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 출력 신호와 제2 출력 신호를 더하기 연산하여 연산 신호를 생성한다. 이렇게 연산 신호를 하는 이유는 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호 및 지역 주파수 신호 각각을 억제시키기 위해 분리하였으므로 다시 합쳐서 발전기(370)로 전송하기 위함이다.The power
전력 계통 안정화 장치(100)은 연산 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성한다(S480). 다시 말하면, 전력 계통 안정화 장치(100)의 출력 제한부(195)는 연산 신호를 전압 범위 정보로 제한하여 댐핑 전압 신호를 생성한다. 이때, 전압 범위 정보는 자동 전압 조정기(350)의 크기에 따라 설정할 수 있다. 예를 들어, 전압 범위 정보는 자동 전압 조정기(350)의 크기에 10%를 최대 전압 정보로 설정하고, -10%를 최소 전압 정보로 설정할 수 있다. 전송부(210)는 도 5에 도시된 바와 같이 출력 제한부(195)에서 생성한 댐핑 전압 신호(Vst)를 자동 전압 조정기(350)로 전송한다. 이때, 자동 전압 조정기(350)는 댐핑 전압 신호(Vst)와 기준 전압 신호(Vref)가 더하기 연산되어 생성된 제어 신호를 수신한다.The power
이후, 전력 계통 안정화 장치(100)의 출력 관리부(230)는 댐핑 전압 신호를 출력 제한부(195)로부터 제공받고, 출력부(240)를 통해 출력하도록 댐핑 전압 신호를 출력부(240)로 제공한다. 이때, 출력부(240)의 표시부(250)는 댐핑 전압 신호를 표시할 수 있다.Thereafter, the
그리고, 출력 관리부(230)는 도 5에 도시된 바와 같이 발전기(370)로부터 수신한 출력 신호(Pe)를 수신한다. 출력 관리부(230)는 출력 신호를 퓨리에 변환하여 주파수 정보를 생성한다. 출력 관리부(230)는 생성한 주파수 정보를 출력부(240)의 표시부(250)로 제공한다. 표시부(250)는 주파수 정보를 표시한다.The
또한, 출력 관리부(230)는 도 5에 도시된 바와 발전기(370)로부터 같이 진동 주파수 신호와 타 진동 주파수 신호를 수신한다. 출력 관리부(230)는 진동 주파수 신호(△ω1)와 타 진동 주파수 신호(△ω2)를 비교하여 비교값을 생성한다. 출력 관리부(230)는 비교값이 기준값 이상이면 알림 정보를 생성한다. 출력 관리부(230)는 알림 정보를 출력부(240)의 표시부(250) 및 발광부(260)로 제공한다. 표시부(250)는 알림 정보를 표시하고, 발광부(260)는 알림 정보를 이용하여 발광한다.
In addition, the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.
100 : 전력 계통 안정화 장치
120 : 신호 필터부
130 : 안정화 제어부
140 : 제1 안정화 제어부
160 : 제2 안정화 제어부
180 : 신호 처리부
190 : 생성부
195 : 출력 제한부
230 : 출력 관리부
240 : 출력부
350 : 자동 전압 조정기
370 : 발전기100: power system stabilization device
120: signal filter
130: stabilization control unit
140: first stabilization control unit
160: second stabilization control unit
180: signal processing unit
190 generation unit
195: output limit
230: output management unit
240: output unit
350: automatic voltage regulator
370: generator
Claims (17)
전력 계통으로부터 수신한 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호와 지역 주파수 신호를 분리하는 신호 필터부;
상기 광역 주파수 신호에 대한 광역 중심 신호를 설정하고, 상기 광역 중심 신호를 이용하여 광역 시정수를 생성하며, 상기 광역 주파수 신호 및 상기 광역 시정수를 이용하여 제1 출력 신호를 생성하는 제1 안정화 제어부;
상기 지역 주파수 신호에 대한 지역 중심 신호를 설정하고, 상기 지역 중심 신호를 이용하여 지역 시정수를 생성하며, 상기 지역 주파수 신호 및 상기 지역 시정수를 이용하여 제2 출력 신호를 생성하는 제2 안정화 제어부; 및
상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성하는 신호 처리부를 포함하되;
상기 제1 안정화 제어부는, 상기 광역 시정수를 이용하여 상기 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제1 보상 신호를 생성하는 광역 위상 보상부; 와 상기 제1 보상 신호와 광역 이득 정수를 이용하여 상기 제1 출력 신호를 생성하는 광역 이득 보상부를 포함하고;
상기 제2 안정화 제어부는, 상기 지역 시정수를 이용하여 상기 지역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제2 보상 신호를 생성하는 지역 위상 보상부;와 상기 제2 보상 신호와 지역 이득 정수를 이용하여 상기 제2 출력 신호를 생성하는 지역 이득 보상부를 포함하며;
상기 제1 및 제2 안정화 제어부 각각은, 상기 전력 계통으로부터 수신되는 정상 출력 주파수 신호의 입력을 방지하는 주파수 차단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 장치.
In the power system stabilization device connected to the power system,
A signal filter for separating a wide frequency signal and a local frequency signal from the vibration frequency signal received from the power system;
A first stabilization controller configured to set a wide center signal for the wide frequency signal, generate a wide time constant using the wide center signal, and generate a first output signal using the wide frequency signal and the wide time constant ;
A second stabilization controller configured to set a local center signal for the local frequency signal, generate a local time constant using the local center signal, and generate a second output signal using the local frequency signal and the local time constant; ; And
A signal processor configured to generate a damping voltage signal using the first output signal and the second output signal;
The first stabilization control unit may include a global phase compensator configured to compensate for a phase delay of the wide frequency signal using the wide time constant to generate a first compensation signal; And a global gain compensator for generating the first output signal using the first compensation signal and a global gain integer;
The second stabilization control unit may include a local phase compensator configured to compensate for a phase delay of the local frequency signal using the local time constant to generate a second compensation signal, and the second compensation signal and a local gain integer. A local gain compensator for generating a second output signal;
Each of the first and second stabilization controllers further includes a frequency blocking unit for preventing input of a normal output frequency signal received from the power system.
상기 주파수 차단부는, 상기 정상 출력 주파수 신호를 차단하기 위한 차단 시정수를 설정하고, 상기 차단 시정수를 이용하여 상기 정상 출력 주파수 신호의 입력을 방지하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 장치.
The method of claim 6,
And the frequency cutoff unit sets a cutoff time constant for cutting off the normal output frequency signal and prevents input of the normal output frequency signal using the cutoff time constant.
상기 신호 처리부는, 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 연산하여 연산 신호를 생성하는 생성부; 및 상기 연산 신호를 상기 전력 계통에 따른 전압 범위 정보로 제한하여 상기 댐핑 전압 신호를 생성하는 출력 제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 장치.
The method of claim 6,
The signal processor may include a generation unit configured to generate an operation signal by calculating the first output signal and the second output signal; And an output limiting unit configured to generate the damping voltage signal by limiting the operation signal to voltage range information according to the power system.
상기 전력 계통과 접속하는 타 전력 계통으로부터 수신한 타 진동 주파수 신호와 상기 진동 주파수 신호를 비교하여 비교값을 생성하고, 상기 비교값이 기준값 이상이면 알림 정보를 생성하는 출력 관리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 장치.
The method of claim 6,
And an output management unit configured to generate a comparison value by comparing the vibration frequency signal with another vibration frequency signal received from another power system connected to the power system, and generating notification information when the comparison value is equal to or greater than a reference value. Power system stabilization device.
상기 알림 정보를 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 장치.
10. The method of claim 9,
The power system stabilization apparatus further comprises an output unit for outputting the notification information.
(a) 전력 계통으로부터 수신한 진동 주파수 신호에서 광역 주파수 신호와 지역 주파수 신호를 분리하는 단계;
(b) 상기 광역 주파수 신호에 대한 광역 중심 신호를 이용하여 광역 시정수를 생성하고, 상기 광역 주파수 신호 및 상기 광역 시정수를 이용하여 제1 출력 신호를 생성하는 단계;
(c) 상기 지역 주파수 신호에 대한 지역 중심 신호를 이용하여 지역 시정수를 생성하고, 상기 지역 주파수 신호 및 상기 지역 시정수를 이용하여 제2 출력 신호를 생성하는 단계; 및
(d) 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 이용하여 댐핑 전압 신호를 생성하는 단계를 포함하되;
상기 (b) 단계는,
(b-1) 상기 광역 주파수 신호에 대한 상기 광역 중심 신호를 설정하는 단계;
(b-2) 상기 광역 중심 신호를 이용하여 광역 시정수를 생성하는 단계; 및
(b-3) 상기 광역 시정수를 이용하여 상기 광역 주파수 신호의 위상 지연을 보상해서 제1 보상 신호를 생성하는 단계; 및
(b-4) 상기 제1 보상 신호와 광역 이득 정수를 이용하여 상기 제1 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하고;
상기 (c) 단계는,
(c-1) 상기 지역 주파수 신호에 대한 상기 지역 중심 신호를 설정하는 단계;
(c-2) 상기 지역 중심 신호를 이용하여 상기 지역 시정수를 생성하는 단계; 및
(c-3) 상기 지역 시정수를 이용하여 상기 지역 주파수의 위상 지연을 보상해서 제2 보상 신호를 생성하는 단계 및
(c-4) 상기 제2 보상 신호와 지역 이득 정수를 이용하여 상기 제2 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 방법.
In a method for stabilizing a power system by a power system stabilizing device connected to the power system,
(a) separating a wide frequency signal and a local frequency signal from vibration frequency signals received from a power system;
(b) generating a wide time constant using a wide center signal for the wide frequency signal, and generating a first output signal using the wide frequency signal and the wide time constant;
(c) generating a local time constant using a local center signal with respect to the local frequency signal, and generating a second output signal using the local frequency signal and the local time constant; And
(d) generating a damping voltage signal using the first output signal and the second output signal;
In step (b),
(b-1) setting the wide center signal for the wide frequency signal;
(b-2) generating a wide time constant using the wide center signal; And
(b-3) generating a first compensation signal by compensating for a phase delay of the wide frequency signal using the wide time constant; And
(b-4) generating the first output signal using the first compensation signal and a wide area gain integer;
In step (c),
(c-1) setting the local center signal with respect to the local frequency signal;
(c-2) generating the local time constant using the local center signal; And
(c-3) generating a second compensation signal by compensating for the phase delay of the local frequency using the local time constant;
(c-4) generating the second output signal using the second compensation signal and a local gain integer.
상기 (d) 단계는,
(d-1) 상기 제1 출력 신호와 상기 제2 출력 신호를 더하기 연산하여 연산 신호를 생성하는 단계; 및
(d-2) 상기 연산 신호를 상기 전력 계통에 따른 전압 범위 정보로 제한하여 상기 댐핑 전압 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 방법.
16. The method of claim 15,
In step (d),
(d-1) generating an operation signal by performing an addition operation on the first output signal and the second output signal; And
(d-2) generating the damping voltage signal by limiting the operation signal to voltage range information according to the power system.
상기 (a) 단계 이후에,
상기 전력 계통과 접속하는 타 전력 계통으로부터 타 진동 주파수 신호를 수신하는 단계; 와
상기 (a) 단계에서 수신한 진동 주파수 신호와 상기 타 진동 주파수 신호를 비교하여 알림 정보를 생성하는 단계; 및
상기 알림 정보를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 계통 안정화 방법.
16. The method of claim 15,
After step (a),
Receiving another vibration frequency signal from another power system connected to the power system; Wow
Generating notification information by comparing the vibration frequency signal received in the step (a) with the other vibration frequency signal; And
The power system stabilization method further comprises the step of outputting the notification information.
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