KR101136910B1 - System and method for assessment of harmonic emission limits at cus transmission - Google Patents
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Abstract
송전계통 고조파 방출 한계 평가 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 수용가의 고조파 부하용량과 계통의 단락용량을 비교하는 용량 비교부, 수용가의 고조파 부하용량이 계통의 단락용량의 0.1%를 초과할 경우 고조파 유출 한계치를 측정하는 수용가 고조파 유출 한계치 측정부 및 수용가 고조파 유출 예측치와 수용가 고조파 유출 한계치를 비교하여 수용가 고조파 유출 예측치가 수용가 고조파 유출 한계치를 초과하면 수용가에 고조파 저감 대책을 요청하는 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부를 포함하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to a transmission system harmonic emission limit evaluation system and method. According to the present invention, the capacity comparison unit for comparing the harmonic load capacity of the customer and the short-circuit capacity of the system, the customer harmonic outflow threshold measurement to measure the harmonic outflow threshold when the customer's harmonic load capacity exceeds 0.1% of the system's short-circuit capacity Transmission system harmonic emission limit including the consumer harmonic prediction and the harmonic emission threshold comparison unit requesting the customer to take harmonic reduction measures when the consumer harmonic outflow estimate exceeds the consumer harmonic outflow limit by comparing the negative and consumer harmonic outflow estimates with the consumer harmonic outflow limits. Evaluation systems and methods can be provided.
Description
본 발명은 송전계통 고조파 방출 한계 평가 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a transmission system harmonic emission limit evaluation system and method.
현재 국내 고조파 관리기준은 전압고조파는 전압 THD(Total Harmonic Distortion)만 제한하고, 전류 고조파의 경우 통신선에 영향을 미치는 영상고조파만을 규제하고 있으며, 고객지점에서 국내 송전계통은 고려하지 않고 있다. 그러나 유럽과 미국에서는 IEC(International Electrotechnical Commission) 기준을 적용하여 고조파 방출 한계를 평가하고 있다.Current harmonics management standards restrict voltage harmonics only to voltage THD (Total Harmonic Distortion), and in the case of current harmonics, only the image harmonics affecting the communication line are not considered. However, in Europe and the United States, the International Electrotechnical Commission (IEC) standards are used to assess harmonic emission limits.
IEC 기준의 기본적인 개념은 전력계통으로 유입되는 고조파가 대다수 기기들에 악영향을 주지 않아야 하고, 대다수 기기들은 고조파에 대해 충분한 내성을 가져야 한다는 것이다. IEC 기준에서 고조파 방출을 엄격하게 제한할 경우 고조파 억제를 위한 추가적인 비용이 들어가고, 내성 기준을 엄격하게 제한하면 기기 제조과정에서 추가적인 비용이 소요된다. 따라서 대다수의 기기들이 피해를 입지 않을 정도로 전력계통의 고조파 발생기준과 기기의 내성기준이 결정되도록 한다. 이것을 충족시키기 위해 양립성레벨(Compatibility Level)이 사용된다.The basic concept of the IEC standard is that harmonics entering the power system should not adversely affect most devices, and most devices must have sufficient immunity to harmonics. Strictly limiting harmonic emissions in IEC standards adds additional costs for harmonic suppression, while strictly limiting immunity criteria incurs additional costs in the manufacturing of equipment. Therefore, the harmonic generation standard of the power system and the immunity standard of the device are determined so that most devices are not damaged. To meet this, the compatibility level is used.
양립성레벨은 기기에 영향을 주는 전력계통의 작은 확률만을 허용하기 때문에 대 다수 기기들에 영향을 주지 않는 정도이다. 이 양립성레벨을 기준으로 전력회사는 운용 단계에서 설정한 기준을 초과할 수 있기 때문에 여유분을 고려하여 양립성레벨과 같거나 낮은 계획 레벨(Planning Level)을 만들어 운영한다.The compatibility level does not affect most devices because it only allows a small probability of the power system affecting the device. Based on this compatibility level, the utility company may exceed the criteria set in the operation phase, so plan and operate a planning level equal to or lower than the compatibility level in consideration of the margin.
계획 레벨은 전력계통을 운영하고 계획하는 전력회사가 채택하는 값이고, 그 지역의 시스템에 연결되는 설비나 부하의 고조파 유출 한계치를 산정하는데 사용된다. 계획 레벨은 양립성레벨보다 높을 수 없다. 일반적으로 전력계통의 구조적이고 전기적인 특성, 외란의 기본 레벨, 공진의 확률, 부하 곡선을 포함한 외란 현상과 같은 요소에 의해 여유분이 충분히 고려되어야 하기 때문에 양립성레벨보다 낮다.The planning level is a value adopted by the utility that operates and plans the electricity system and is used to calculate the harmonic emission limit of the installation or load connected to the system in the area. The planned level cannot be higher than the compatibility level. In general, it is lower than the compatibility level because the margin must be sufficiently considered by factors such as the structural and electrical characteristics of the power system, the fundamental level of disturbance, the probability of resonance, and the disturbance phenomenon including the load curve.
IEC 기준에서는 송전계통을 고려하여 고조파 방출한계를 계산하고 있지만, 국내 송전계통과 국외 송전계통의 조건이 다르기 때문에 IEC 표준을 사용하여 고조파 방출 한계를 평가하는 데 어려움이 있다.
Although the IEC standard calculates harmonic emission limits in consideration of the transmission system, it is difficult to evaluate the harmonic emission limit using the IEC standard because the conditions of the domestic transmission system and the overseas transmission system are different.
본 발명은 송전계통에서 발생되는 고조파의 효과적 관리가 가능한 고조파 방출한계 평가 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.The present invention provides a harmonic emission limit evaluation system and method capable of effectively managing harmonics generated in a transmission system.
본 발명은 사용자가 신속하게 수용가의 고조파 방출 한계 평가 및 관리가능한 고조파 방출한계 평가 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
The present invention provides a system and method for evaluating harmonic emission limits of a consumer and a harmonic emission limit evaluation system that can be managed by the user.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수용가의 고조파 부하용량과 계통의 단락용량을 비교하는 용량 비교부; 상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1%를 초과할 경우 고조파 유출 한계치를 측정하는 수용가 고조파 유출 한계치 측정부; 및 수용가 고조파 유출 예측치와 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 비교하여 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 초과하면 수용가에 고조파 저감 대책을 요청하는 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부를 포함하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템을 제공할 수 있다.According to an aspect of the invention, the capacity comparison unit for comparing the harmonic load capacity of the customer and the short circuit capacity of the system; A customer harmonic outflow limit measurement unit for measuring a harmonic outflow limit when the harmonic load capacity of the consumer exceeds 0.1% of the short-circuit capacity of the system; And a transmission system harmonic comparison unit including a consumer harmonic prediction value and a harmonic leakage threshold comparison unit for requesting a countermeasure for harmonic reduction when the consumer harmonic emission prediction value exceeds the consumer harmonic emission limit value by comparing a consumer harmonic emission prediction value with the consumer harmonic emission limit value. Emission limit assessment systems can be provided.
상기 용량 비교부는 송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 상기 부하용량을 계산할 수 있다.The capacity comparison unit may calculate the load capacity by receiving a voltage and a current of a customer connected to a transmission line.
상기 용량 비교부는 송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 설정된 기준값과 비교하여 상기 기준값을 초과하는 전압 또는 전류 정보를 알릴 수 있다.The capacity comparator may notify the voltage or current information exceeding the reference value by comparing the voltage and current of the customer connected to the power transmission line with a set reference value.
상기 고조파 유출 한계치 측정부는 h(h는 자연수임)차 고조파에 대한 비선형 설비에 대하여 고조파 유출 한계치를 로 계산할 수 있다.The harmonic outflow limit measurement unit is a harmonic outflow limit value for a non-linear facility for h (h is natural water) order harmonics. Can be calculated as
여기서, EUhi 는 h차 고조파에 대한 비선형 설비 i의 고조파 유출 한계치, GhHV는 고압 또는 초고압 계통에서 h차 고조파의 전역레벨, α는 고조파 합성지수, St는 공통결합점(공통결합점은 전력사용 고객이 전력계통으로부터 전력을 공급받을 수 있는 위치)에서 계통의 전체 가용전력, Si는 수용가의 정격 용량임.
Where E Uhi Is the harmonic emission limit of the nonlinear facility i for the h harmonics, G hHV is the global level of the h harmonics in the high or ultra high voltage system, α is the harmonic synthesis index, S t is the common coupling point (common coupling point Where the power can be supplied from the power system, the total available power of the system, S i, is the rated capacity of the customer.
상기 고조파 합성지수는 상기 h차 고조파의 위상이 90˚ 이내일 경우 5차 이상의 고조파에 대하여 고조파 합성지수를 이용하되, 상기 고조파 합성지수는 고조파 차수가 5 이하이면 1, 5와 10 사이면 1.4, 10 이상이면 2를 적용할 수 있다.The harmonic synthesis index uses harmonic synthesis index for 5th or higher harmonics when the phase of the hth harmonic is within 90 °, but the harmonic synthesis index is between 1, 5 and 10 when the harmonic order is 5 or less, 1.4, If 10 or more, 2 can be applied.
상기 고조파 유출 한계치 측정부는 상기 수용가 측의 비선형 부하의 유출을 제한하기 위하여 상기 h차 고조파에 대한 비선형 설비에 대하여 고조파 유출 한계치를 고조파 임피던스로 나눈값일 수 있다.The harmonic leakage limit measurement unit may be a value obtained by dividing a harmonic leakage threshold by the harmonic impedance of the nonlinear facility for the h-th harmonic in order to limit the leakage of the nonlinear load on the consumer side.
상기 용량 비교부에서 비교값이 상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1% 이하이거나, 상기 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부에서 상기 수용가 고조파 유출 예측치와 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 비교하여 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치 이하이면 정상부하를 공급하도록 할 수 있다.
In the capacity comparison unit, the harmonic load capacity of the customer is 0.1% or less of the short-circuit capacity of the system, or the customer harmonic outflow prediction value and the harmonic outflow limit value comparison unit compare the customer harmonic outflow prediction value and the customer harmonic outflow limit value. If the consumer harmonics outflow prediction value is less than the consumer harmonics outflow threshold value can be supplied to the normal load.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 수용가의 고조파 부하용량과 계통의 단락용량을 비교하는 단계; (b) 상기 비교 결과, 상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1%를 초과할 경우 고조파 유출 한계치를 측정하는 단계; 및 (c) 상기 수용가 고조파 유출 한계치와 수용가 고조파 유출 예측치를 비교하여 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 초과하면 수용가에 고조파 저감 대책을 요청하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the invention, (a) comparing the harmonic load capacity of the customer and the short circuit capacity of the system; (b) measuring a harmonic outflow threshold when said customer's harmonic load capacity exceeds 0.1% of said system's short-circuit capacity; And (c) comparing the consumer harmonics outflow threshold with the consumer harmonics outflow forecast and requesting a customer to reduce harmonics when the consumer harmonics outflow forecast exceeds the consumer harmonics outflow threshold.
상기 단계(a)는 송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 상기 고조파 부하용량을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step (a) may further include the step of calculating the harmonic load capacity by receiving the voltage and current of the customer connected to the transmission line.
송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 설정된 기준값과 비교하여 상기 기준값을 초과하는 전압 또는 전류 정보를 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include informing voltage or current information exceeding the reference value by receiving the input voltage and current of the customer connected to the transmission line and comparing the set reference value.
상기 단계(b)는 h(h는 자연수임)차 고조파에 대한 비선형 설비에 대하여 고조파 유출 한계치를 로 계산할 수 있다.In step (b), the harmonic emission limit for the non-linear facility for h (h is natural water) harmonics Can be calculated as
여기서, EUhi 는 h차 고조파에 대한 비선형 설비 i의 고조파 유출 한계치, GhHV는 고압 또는 초고압 계통에서 h차 고조파의 전역레벨, α는 고조파 합성지수, St는 공통결합점(공통결합점은 전력사용 고객이 전력계통으로부터 전력을 공급받을 수 있는 위치)에서 계통의 전체 가용전력, Si는 수용가의 정격 용량임.Where E Uhi Is the harmonic emission limit of the nonlinear facility i for the h harmonics, G hHV is the global level of the h harmonics in the high or ultra high voltage system, α is the harmonic synthesis index, S t is the common coupling point (common coupling point Where the power can be supplied from the power system, the total available power of the system, S i, is the rated capacity of the customer.
상기 수용가 측의 비선형 부하의 유출을 제한하기 위하여 상기 h차 고조파에 대한 비선형 설비에 대하여 고조파 유출 한계치를 고조파 임피던스로 나눠 상기 고조파 유출 한계치를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.In order to limit the outflow of the nonlinear load on the consumer side, the method may further include calculating the harmonic outflow limit by dividing the harmonic outflow limit by the harmonic impedance for the nonlinear facility for the hth harmonic.
상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1% 이하 또는 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치 이하이면 정상부하를 공급하도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include supplying a normal load when the harmonic load capacity of the consumer is 0.1% or less of the short circuit capacity of the system or the consumer harmonic outflow prediction value is less than or equal to the consumer harmonic outflow threshold.
본 발명의 실시예에 의하면, 송전계통에서 발생되는 고조파를 효과적으로 관리할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to effectively manage the harmonics generated in the transmission system.
본 발명의 실시예에 의하면, 사용자가 신속하게 수용가의 고조파 방출 한계를 평가하고 관리할 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, the user can quickly evaluate and manage the harmonic emission limit of the consumer.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템을 개략적으로 도시한 블록도.
도 2는 발전기, 변압기, 및 선로 임피던스의 비율에 따른 양립성 레벨의 할당을 나타낸 도면.
도 3은 변전소 모선에서의 전력량 유입, 유출을 개략적으로 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송전계통 고조파 방출 한계 평가 방법을 순착적으로 도시한 흐름도.1 is a block diagram schematically showing a transmission system harmonic emission limit evaluation system according to an embodiment of the present invention.
2 shows assignment of compatibility levels according to the ratio of generator, transformer, and line impedance.
3 is a conceptual diagram schematically showing power inflow and outflow in a substation bus.
4 is a flowchart illustrating a transmission system harmonic emission limit evaluation method according to an embodiment of the present invention.
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.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
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.In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numerals (eg, first, second, etc.) used in the description process of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.
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.In addition, in the present specification, when one component is referred to as "connected" or "connected" with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 송전계통 고조파 방출 한계 평가 시스템 및 방법에 관하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a transmission system harmonic emission limit evaluation system and method according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템은 수용가 고조파 부하와 단락용량 비교부(100), 수용가 고조파 유출 한계치 측정부(200) 및 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부(300)를 포함한다.1 is a block diagram schematically showing a transmission system harmonic emission limit evaluation system according to an embodiment of the present invention. In the transmission system harmonic emission limit evaluation system according to an embodiment of the present invention, the customer harmonic load and the short-circuit
구체적으로, 수용가 고조파 부하와 단락용량 비교부(100)는 수용가의 고조파 부하용량과 모선의 단락용량을 비교한다. 수용가의 고조파 부하용량은 송전계통에 접속한 수용가의 전압 및 전류를 측정하여 계산할 수 있다. 수용가 고조파 부하와 단락용량 비교부(100)는 배전계통이 장애를 입지 않는 최대 가상 전력을 계산하며, 계통 각 부분에 흐르는 전류를 계통 전압에 곱하여 MVA로 계산한다.Specifically, the customer harmonic load and the short-circuit
이때, 수용가 고조파 부하와 단락용량 비교부(100)는 수용가의 고조파 부하용량(SDi)이 계통 단락용량(Sc)의 0.1%이하일 경우 별도로 고조파 전류 유출 한계치 산정을 하지 않고 전력공급을 허용한다.At this time, the customer harmonic load and the short-circuit
그러나, 수용가 고조파 부하와 단락용량 비교부(100)는 수용가의 고조파 부하 용량(SDi)이 계통 단락용량(Sc)의 0.1%를 초과할 경우 고조파 전역레벨을 기준으로 전류 고조파 유출 한계치 측정부(200)에 고조파 유출 한계치를 정보를 전송할 수 있다.However, the customer harmonic load and short-circuit
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 수용가의 실시간 고조파 전압 및 고조파 전류를 측정하여 설정된 기준값과 비교한 후 수용가의 고조파 전압 및 전류 의 기준치 초과 여부를 실시간으로 알릴 수 있다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the real-time harmonic voltage and harmonic current of the customer can be measured and compared with the set reference value can be informed in real time whether the reference value of the customer's harmonic voltage and current.
수용가 고조파 유출 한계치 측정부(200)는 변전소의 전력공급용량(St), 수용가의 정격용량(Si), 고조파 전역레벨(GhHV) 등을 이용하여 산정할 수 있다. 고조파 전역레벨(GhHV)은 계획레벨을 유지하기 위해서 수용가 측에서 유출하는 고조파 전류 산정 시 적용하는 고조파 전압의 크기이다. 송전계통에서 고조파 전역레벨(GhHV)은 계획레벨의 80%를 적용한다. 계획레벨과 전역레벨(GhHV)은 도 2에 도시된 바와 같은 양립성 레벨 할당을 도시한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.The consumer harmonics outflow
도 2는 발전기, 변압기, 및 선로 임피던스의 비율에 따른 양립성 레벨의 할당을 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating assignment of compatibility levels according to the ratio of generator, transformer, and line impedance.
도 2에 도시된 바와 같이, HV(High Voltage), MV(Medium Voltage), LV(Low Voltage)는 발전기 및 변압기 임피던스의 비율에 따라 30%, 45%, 25%의 고조파 유출 할당을 받는다. 즉, 상기 비율로 전압레벨에서 고조파를 유출할 수 있으며, LV를 포함하는 MV 계통에서는 70% 정보이므로 계획레벨은 양립성 레벨의 70% 내외에서 결정된다.As shown in FIG. 2, HV (Medium Voltage), MV (Medium Voltage), and LV (Low Voltage) receive 30%, 45%, and 25% harmonic emission allocations according to the ratio of generator and transformer impedances. That is, the harmonics can flow out at the voltage level at the above ratio, and the planned level is determined within about 70% of the compatibility level because the information is 70% in the MV system including the LV.
송전계통 고조파 방출 한계 평가 시스템의 계획레벨과 전역레벨은 표 1및 표 2에 도시된 바와 같이 설정될 수 있다.The planned level and the global level of the transmission system harmonic emission limit evaluation system can be set as shown in Tables 1 and 2.
수용가 고조파 유출 한계치 측정부(200)는 수학식 1을 이용하여 변전소 모선의 전력공급 용량, 수용가 정격용량(St)을 산정한다.
The customer harmonic outflow
[수학식 1][Equation 1]
변전소 모선에서의 전력량 유입, 유출은 도 3에 도시된 바와 같이, 모선으로 유입되는 전력량(Sin)의 합계와 유출되는 전력량(Sout)의 합계는 동일하므로 수학식 1과 같이 변전소 모선(500)의 전력공급 용량(St)을 산정할 수 있다.As shown in FIG. 3, the amount of power inflow and outflow in the substation bus is the same as the sum of the amount of power S in flowing into the bus and the amount of power out (S out ) of the substation. The power supply capacity S t of ) can be calculated.
이때, 신규 수용가 공급 변전소에서 고압 직류 전류(High Voltage Direct Current; HVDC) 또는 정지형 무효전력 보상기(Static Var Compensator; SVC)와 같은 설비가 있을 경우 변전소 모선의 전력공급 용량 즉 수용가 정격용량(St)은 수학식 2와 같이 산정될 수 있다.
At this time, if there is a facility such as a high voltage direct current (HVDC) or a static var compensator (SVC) in a new consumer supply substation, the power supply capacity of the substation bus bar, that is, the customer rated capacity (S t ) May be calculated as in Equation 2.
[수학식 2][Equation 2]
HVDC 또는 SVC 는 계통의 신뢰도 향상을 위해 적용되는 설비이나, 전력품질 관점에서는 고조파를 발생시키는 기기이므로 수학식 2와 같이 HVDC, SVC의 용량을 고려하여 신규 수용가의 고조파 유출 한계치를 산정한다.HVDC or SVC is a facility that is applied to improve the reliability of the system, but since it is a device that generates harmonics in terms of power quality, the harmonic leakage limit of new customers is calculated by considering the capacity of HVDC and SVC as shown in Equation 2.
실제 전력계통에서는 다수의 고조파 발생원이 같은 모선에 연계되면 고조파의 크기는 일반적으로 각 고조파 발생원의 최대값의 산술적인 합보다 작다. 따라서, 고조파 합성 지수를 이용하여 수학식 3과 같이, 고조파 전류 한계치를 산정할 수 있다.
In real power systems, if multiple harmonic sources are linked to the same bus, the magnitude of the harmonics is generally less than the arithmetic sum of the maximum of each harmonic source. Therefore, the harmonic current limit value can be calculated using the harmonic synthesis index as shown in Equation (3).
[수학식 3]&Quot; (3) "
여기서, EUhi 는 h차 고조파에 대한 비선형 설비 i의 고조파 유출 한계치, GhHV는 고압 또는 초고압 계통에서 h차 고조파의 전역레벨, α는 고조파 합성지수, St는 공통결합점(공통결합점은 전력사용 고객이 전력계통으로부터 전력을 공급받을 수 있는 위치)에서 계통의 전체 가용전력, Si 수용가의 정격 용량으로 계약전력(Pi)과 계약역률(cosΦi)을 적용하여 계산될 수 있다. Where E Uhi Is the harmonic emission limit of the nonlinear facility i for the h harmonics, G hHV is the global level of the h harmonics in the high or ultra high voltage system, α is the harmonic synthesis index, S t is the common coupling point (common coupling point The total available power of the system, where S i can receive power from the power system, S i The rated capacity of the customer can be calculated by applying the contract power (P i ) and the contract power factor (cosΦ i ).
고조파 합성지수(α)는 표 3을 이용하여 적용할 수 있다.Harmonic synthesis index (α) can be applied using Table 3.
표 3에서 고조파의 위상이 90˚ 이내일 경우 5차 이상의 고조파에 대하여 고조파 합성지수(α)=1을 적용할 수 있다.In Table 3, when the phase of harmonics is within 90 °, the harmonic synthesis index (α) = 1 may be applied to the harmonics of the fifth order or higher.
한편, 수용가 고조파 유출 한계치 측정부(200)는 전력계통의 고조파 전압을 일정 수준으로 유지하기 위해 수용가의 고조파 유출 한계치를 상기 수학식 3과 같이 계산하였으나, 실질적을 수용가 측의 비선형 부하의 고조파 유출을 제한하기 위해서는 고조파 전류를 산정하여 적용한다. 상술한 바와 같이 고조파 유출 한계치를 고조파 전류로 산정하기 위해서 고조파 임피던스(Frequency-Dependent Impedance)를 이용한다. 고조파 임피던스는 전력을 공급하는 공급자측에서 제공되는 데이터이다.On the other hand, the customer harmonic outflow
고조파 임피던스를 이용한 수용가 고조파 유출 한계치는 수학식 4와 같이 계산된다.
The customer harmonic leakage threshold using harmonic impedance is calculated as shown in Equation 4.
[수학식 4]&Quot; (4) "
여기서, Eihi는 h차 고조파에 대한 수용가 i에서 유출가능한 고조파 전류 크기이고, Zh는 공통결합점에서의 고조파 임피던스이다.Where E ihi is the magnitude of the harmonic current that can flow out of the customer i for the hth harmonic, and Z h is the harmonic impedance at the common coupling point.
수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부(300)는 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치를 비교하여 수용가 고조파 예측치가 수용가 고조파 유출 한계치(EUhi)를 초과할 경우 수용가에 고조파 저감을 위한 대책을 요청한다.The consumer harmonic prediction value and the harmonic outflow
한편, 신규 수용가가 접속 신청 시 고조파 방출 한계 평가를 수행하여 계통에 연계 여부를 결정할 수 있으나, 계통연계 이후에도 수용가의 부하구성에 여부에 따라 고조파 부하는 지속적으로 변할 수 있다. 따라서 계통연계 이후에 수용가에서 전력계통으로 유출되는 고조파 전류는 표 4를 기준으로 측정/분석하여 초과시 대책을 요청할 수 있다.On the other hand, the new customer can determine whether or not to connect to the grid by performing the harmonic emission limit evaluation when applying for connection, but the harmonic load may continue to change depending on the customer load configuration after the grid connection. Therefore, the harmonic current flowing out from the consumer to the power system after grid connection can be measured and analyzed based on Table 4, and a countermeasure can be requested if exceeded.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 송전계통 고조파 방출 한계 평가 방법을 순착적으로 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a transmission system harmonic emission limit evaluation method according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 수용가 고조파 부하용량과 단락용량 입력 단계(S100), 수용가 고조파 부하용량과 단락용량 비교 단계(S200), 수용가 고조파 유출 한계치 산정 단계(S300), 수용가 고조파 유출 예측치와 수용가 고조파 유출 한계치를 비교하는 단계(S400), 전력공급을 허용하는 단계(S500) 및 고조파 저감설비에 반영하는 단계(S600)를 포함한다.4, the customer harmonic load capacity and the short-circuit capacity input step (S100), the customer harmonic load capacity and the short-circuit capacity comparison step (S200), the customer harmonics outflow threshold calculation step (S300), the customer harmonics outflow prediction value and the customer harmonics outflow Comparing the threshold value (S400), the step of allowing power supply (S500) and the step of reflecting to the harmonic reduction equipment (S600).
수용가 고조파 부하용량과 단락용량 입력 단계(S100)는 송전계통에 접속된 수용가의 전압값 및 전류값을 이용하여 수용가의 고조파 부하용량이 계산된 값이 입력거나 도 1에 도시된 수용가 고조파 부하와 단락용량 비교부(100)에서 수용가의 전압값 및 전류값이 입력되면 이를 이용하여 부하용량을 계산할 수 있다. 또한, 수용가 고조파 부하용량과 단락용량 입력 단계(S100)에서 배전계통에 장애를 입지 않는 최대 가상 전력값이 단락용량값으로 입력된다.Entering the customer harmonic load capacity and the short-circuit capacity input step (S100) inputs the calculated value of the customer's harmonic load capacity using the voltage value and current value of the customer connected to the power transmission system, or the customer harmonic load and short circuit shown in FIG. When the voltage value and the current value of the customer are input in the
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, 수용가의 실시간 고조파 전압 및 고조파 전류를 측정하여 설정된 기준값과 비교한 후 수용가의 고조파 전압 및 전류 의 기준치 초과 여부를 실시간으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, according to an exemplary embodiment of the present invention, the method may further include determining, in real time, whether or not the customer's reference value of the harmonic voltage and current is exceeded after measuring the real-time harmonic voltage and the harmonic current of the customer.
표 5는 실시간으로 수용가 고조파 전압 기준치 및 측정치를 비교하여 도시한 도면이고, 표 6은 실시간으로 수용가 고조파 전압 기준치 및 측정치를 비교하여 도시한 도면이다. 표 5 및 표 6에 도시된 바와 같이, 실시간으로 고조파 전압 및 고조파 전류를 기준치와 비교하여 표시할 수 있다.Table 5 shows a comparison of the customer harmonic voltage reference value and measurement in real time, and Table 6 shows a comparison of the customer harmonic voltage reference value and measurement in real time. As shown in Table 5 and Table 6, it is possible to display the harmonic voltage and harmonic current in comparison with the reference value in real time.
입력된 수용가 고조파 부하용량 비교 단계(S200)는 수용가 고조파 부하용량과 단락용량을 비교한다. 예를 들면, 수용가의 고조파 부하용량(SDi)이 계통 단락용량(Sc)의 0.1% 초과일 경우, 수용가 고조파 유출 한계치를 산정하는 단계(S300)로 이행된다. 한편, 수용가의 고조파 부하용량(SDi)이 계통 단락용량(Sc)의 0.1%이하일 경우 즉, 수학식 5와 같이 수용가의 고조파 부하용량(SDi)을 계통 단락용량(Sc)으로 나눈 값이 0.1% 이하일 경우 전력공급을 허용한다.(S500)
The input customer harmonic load capacity comparison step (S200) compares the customer harmonic load capacity and the short-circuit capacity. For example, when the customer's harmonic load capacity (S Di ) is greater than 0.1% of the system short circuit capacity (S c ), the process proceeds to step (S300) of calculating the customer harmonic outflow threshold. On the other hand, the harmonic load capacity of suyongga (S Di) the system short-circuit capacity (S c) when 0.1% or less in other words, the grid short circuit capacity of the harmonic load capacitance (SDi) of suyongga as shown in Equation 5 (S c) as divided by the If less than 0.1% allow power supply (S500).
[수학식 5][Equation 5]
이어서, 수용가 고조파 유출 한계치 산정 단계(S300)는 변전소의 전력공급용량(St), 수용가의 정격용량(Si), 고조파 전역레벨를 이용하여 고조파 유출 한계치를 산정한다.Then, suyongga calculated harmonic leakage limit step (S300) is calculated by using a harmonic leakage limits the power supply capacity (S t), the rated capacity (S i), the Global Harmonic rebelreul suyongga of the substation.
이때, 상기 수학식 1 내지 4를 이용하여 산정된 고조파 유출 한계치 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 바람직하게는 수학식 4를 이용하여 계산된 값이 고조파 유출 한계치일 수 있다.At this time, any one of the harmonic leakage thresholds calculated using Equations 1 to 4 may be used. Preferably, the value calculated using Equation 4 may be a harmonic leakage threshold.
이어서, 수용가 고조파 유출 예측치와 수용가 고조파 유출 한계치를 비교한다.(S400) 수용가 고조파 유출 예측치가 수용가 고조파 유출 한계치를 초과할 경우 수용가에 고조파 저감 대책 예를 들면, 고조파 필터 운용 등의 저감 대책을 요청한다.(S600)Next, the consumer harmonics outflow prediction value and the consumer harmonics outflow threshold are compared. (S400) When the consumer harmonics outflow forecast value exceeds the consumer harmonics outflow threshold, the customer requests a countermeasure for reducing harmonics, for example, operation of a harmonic filter. (S600)
이때, 수용가 고조파 유출 예측치가 수용가 고조파 유출 한계치 이하일 경우에는 전력공급을 허용한다.(S500)
At this time, when the consumer harmonics outflow prediction value is less than the consumer harmonics outflow threshold, the power supply is allowed.
상기에서는 본 발명의 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.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100: 수용가 고조파 부하와 단락용량 비교부
200: 수용가 고조파 유출 한계치 측정부
300: 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부
500: 모선100: customer harmonic load and short-circuit capacity comparison unit
200: consumer harmonics outflow threshold measurement unit
300: consumer harmonic prediction and harmonic runoff threshold comparison unit
500: Mothership
Claims (13)
상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1%를 초과할 경우 고조파 유출 한계치를 측정하는 수용가 고조파 유출 한계치 측정부; 및
수용가 고조파 유출 예측치와 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 비교하여 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 초과하면 상기 수용가에 고조파 저감 대책을 요청하는 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부
를 포함하되
상기 수용가 고조파 유출 한계치 측정부는
h(h는 자연수임)차 고조파에 대한 비선형 설비에 대한 상기 고조파 유출 한계치를
로 계산하며, 여기서, EUhi 는 h차 고조파에 대한 비선형 설비 i의 고조파 유출 한계치, GhHV는 고압 또는 초고압 계통에서 h차 고조파의 전역레벨, α는 고조파 합성지수, St는 공통결합점(공통결합점은 전력사용 고객이 전력계통으로부터 전력을 공급받을 수 있는 위치)에서 계통의 전체 가용전력, Si는 수용가의 정격 용량인 것인, 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템.
A capacity comparison unit for comparing the harmonic load capacity of the customer with the short circuit capacity of the system;
A customer harmonic outflow limit measurement unit for measuring a harmonic outflow limit when the harmonic load capacity of the consumer exceeds 0.1% of the short-circuit capacity of the system; And
The consumer harmonics outflow prediction value and the harmonics outflow threshold are compared with the customer harmonics outflow threshold.
Including
The consumer harmonics outflow threshold measurement unit
The harmonic emission limit for nonlinear installations for h (h is natural water) harmonics
Where E Uhi is the harmonic emission limit of the nonlinear facility i for h harmonics, G hHV is the global level of h harmonics in the high or ultra high voltage system, α is the harmonic synthesis index, and S t is the common coupling point ( common bond that has the power to use the customer power system where you can accept power from) the total power available in the grid, S i is the will of the rated capacity of the suyongga, transmission system harmonic emission limits evaluation system.
상기 용량 비교부는
송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 상기 수용가의 고조파 부하용량을 계산하는 것을 특징으로 하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템.
The method of claim 1,
The capacity comparison unit
Transmission system harmonic emission limit evaluation system, characterized in that for calculating the harmonic load capacity of the customer receiving the voltage and current of the customer connected to the transmission line.
상기 용량 비교부는
송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 설정된 기준값과 비교하여 상기 기준값을 초과하는 전압 또는 전류 정보를 알리는 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템.
The method of claim 1,
The capacity comparison unit
Transmission system harmonic emission limit evaluation system that receives the voltage and current of the customer connected to the transmission line and compares with the set reference value to inform the voltage or current information exceeding the reference value.
상기 고조파 합성지수는
상기 h차 고조파의 위상이 90˚ 이내일 경우 5차 이상의 고조파에 대하여 고조파 합성지수를 이용하되,
상기 고조파 합성지수는 고조파 차수가 5 이하이면 1, 5와 10 사이면 1.4, 10 이상이면 2를 적용하는 것을 특징으로 하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템.
The method of claim 1,
The harmonic synthesis index is
When the phase of the h-harmonic is within 90 °, the harmonic synthesis index is used for harmonics of 5 or more orders,
The harmonic synthesis index is 1, 5 and 10 when the harmonic order is less than 5, 1.4, 10 or more when the transmission system harmonic emission limit evaluation system, characterized in that applied.
상기 수용가 고조파 유출 한계치 측정부는
상기 수용가 측의 비선형 부하의 유출을 제한하기 위하여 상기 h차 고조파에 대한 비선형 설비에 대한 상기 고조파 유출 한계치를 고조파 임피던스로 나눠 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 계산하는 것을 특징으로 하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템.
The method of claim 1,
The consumer harmonics outflow threshold measurement unit
In order to limit the outflow of the nonlinear load on the consumer side, the harmonic emission limit value for the nonlinear facility for the h-th harmonic is divided by the harmonic impedance to calculate the customer harmonic emission limit value. .
상기 용량 비교부에서 비교값이 상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1% 이하이거나,
상기 수용가 고조파 예측치와 고조파 유출 한계치 비교부에서 상기 수용가 고조파 유출 예측치와 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 비교하여 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치 이하이면 정상부하를 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 시스템.
The method of claim 1,
In the capacity comparison unit, the comparison value is that the harmonic load capacity of the customer is 0.1% or less of the short circuit capacity of the system,
A transmission system characterized in that the consumer harmonics outflow prediction value and the consumers harmonics outflow threshold are compared by the consumer harmonics prediction value and the harmonics outflow threshold value comparison unit to supply a normal load if the consumers harmonics outflow prediction value is less than or equal to the consumers harmonics outflow threshold. Harmonic emission limit evaluation system.
(b) 상기 비교 결과, 상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1%를 초과할 경우 고조파 유출 한계치를 측정하는 단계; 및
(c) 상기 수용가의 수용가 고조파 유출 한계치와 수용가 고조파 유출 예측치를 비교하여 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 초과하면 상기 수용가에 고조파 저감 대책을 요청하는 단계
를 포함하되
상기 단계(b)는
h(h는 자연수임)차 고조파에 대한 비선형 설비에 대하여 상기 고조파 유출 한계치를
로 계산하며, 여기서, EUhi 는 h차 고조파에 대한 비선형 설비 i의 고조파 유출 한계치, GhHV는 고압 또는 초고압 계통에서 h차 고조파의 전역레벨, α는 고조파 합성지수, St는 공통결합점(공통결합점은 전력사용 고객이 전력계통으로부터 전력을 공급받을 수 있는 위치)에서 계통의 전체 가용전력, Si는 수용가의 정격 용량인 것인, 송전계통 고조파 방출 한계 평가 방법.
(a) comparing the customer's harmonic load capacity with the system's short circuit capacity;
(b) measuring a harmonic outflow threshold when said customer's harmonic load capacity exceeds 0.1% of said system's short-circuit capacity; And
(c) requesting a countermeasure against harmonics to the consumer when the consumer harmonic outflow prediction value exceeds the consumer harmonic outflow threshold by comparing the consumer harmonic outflow threshold and the consumer harmonic outflow prediction value of the consumer;
Including
Step (b) is
For the nonlinear facility for h (h is natural water) harmonics, the harmonic emission limit
Where E Uhi is the harmonic emission limit of the nonlinear facility i for h harmonics, G hHV is the global level of h harmonics in the high or ultra high voltage system, α is the harmonic synthesis index, and S t is the common coupling point ( common bond that has the power to use the full power available to customers, S i of the grid at the position) that can be powered from a power system is rated to a capacity of, transmission system harmonic emission limits evaluation of suyongga.
상기 단계(a)는
송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 상기 고조파 부하용량을 계산하는 단계를 더 포함하는 송전계통 고조파 방출 한계 평가 방법.
The method of claim 8,
Step (a) is
And calculating the harmonic load capacity by receiving a voltage and a current of a customer connected to a transmission line.
송전선로와 연결된 수용가의 전압 및 전류를 입력 받아 설정된 기준값과 비교하여 상기 기준값을 초과하는 전압 또는 전류 정보를 알리는 단계를 더 포함하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 방법.
The method of claim 8,
The transmission system harmonic emission limit evaluation method further comprising the step of receiving the voltage and current of the customer connected to the transmission line and comparing the set reference value and the voltage or current information exceeding the reference value.
상기 수용가 측의 비선형 부하의 유출을 제한하기 위하여 상기 h차 고조파에 대한 비선형 설비에 대한 상기 고조파 유출 한계치를 고조파 임피던스로 나눠 상기 수용가 고조파 유출 한계치를 계산하는 단계
를 더 포함하는 송전계통 고조파 방출한계 평가 방법.
The method of claim 8,
Calculating the customer harmonic outflow limit by dividing the harmonic outflow limit for the nonlinear facility for the hth harmonic by the harmonic impedance to limit the outflow of the nonlinear load on the consumer side
Transmission system harmonic emission limit evaluation method further comprising.
상기 수용가의 고조파 부하용량이 상기 계통의 단락용량의 0.1% 이하 또는 상기 수용가 고조파 유출 예측치가 상기 수용가 고조파 유출 한계치 이하이면 정상부하를 공급하도록 하는 단계를 더 포함하는 송전계통 고조파 방출 한계 평가 방법.
The method of claim 9,
And supplying a normal load when the customer's harmonic load capacity is 0.1% or less of the system's short-circuit capacity or the customer's harmonic outflow prediction value is less than or equal to the customer's harmonic outflow threshold.
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