KR101352204B1 - Apparatus and method for classification of power quality disturbances at power grids - Google Patents

Apparatus and method for classification of power quality disturbances at power grids Download PDF

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KR101352204B1
KR101352204B1 KR1020120073264A KR20120073264A KR101352204B1 KR 101352204 B1 KR101352204 B1 KR 101352204B1 KR 1020120073264 A KR1020120073264 A KR 1020120073264A KR 20120073264 A KR20120073264 A KR 20120073264A KR 101352204 B1 KR101352204 B1 KR 101352204B1
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김철환
서훈철
이순정
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

A method for judging cause of power quality disturbances according to embodiments of the present invention may include: calculating S(τ, I0) through S-transform of a zero phase current IO obtained from single phase current of a three-phase power distribution line; acquiring harmonic components hk (2<=k<=N, N>=2) from a fundamental wave (h1) and a second harmonic (h2) and to an N^th harmonic (hN) on the basis of the S-transform result S(τ, I0) of the zero phase current IO; calculating average of harmonic value (AHV) from N harmonic components (hk) from the fundamental wave (h1) to the N^th harmonic (hN); and judging the cause of the disturbance as one of single-line-to-ground fault, operation of a transformer and unbalanced load or as one of capacitor switching or operation of a converter, according to the statistical characteristics of the AHV. [Reference numerals] (AA) START; (BB,EE,GG,II,KK) NO; (CC,DD,FF,HH,JJ) YES; (LL) END; (S11) Obtain zero phase current I_0 from phase current; (S12) Calculate S(τ,I_0) by S-transform of zero phase current I_0; (S13) Obtain harmonic components hk (2<=k<=N, N>=2) from fundamental wave (h1) and second harmonic (h2) to N^th harmonic (hN) on the basis of S-transform result S(τ, I0); (S14) Calculate average of harmonic value (AHV) from N harmonic components (h_k); (S15) Continuous sample difference >α?; (S16) AHV maximum value >β?; (S22) Operate transformer; (S24) Single-line-to-ground fault; (S25) unbalanced load; (S32) Operate converter; (S33) Capacitor switching

Description

배전 계통에서 발생하는 전력 품질 외란의 원인 판별 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CLASSIFICATION OF POWER QUALITY DISTURBANCES AT POWER GRIDS}Apparatus and method for determining the cause of power quality disturbance occurring in power distribution system {APPARATUS AND METHOD FOR CLASSIFICATION OF POWER QUALITY DISTURBANCES AT POWER GRIDS}

본 발명은 전력 품질 외란 판별 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, S-변환에 기초한 전력 품질 외란의 원인 판별 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a power quality disturbance discrimination technique, and more particularly, to a cause discrimination technique of power quality disturbance based on S-conversion.

전력 품질은 전력 공급자 측면에서는 안정적인 전압 또는 전류 공급와 같이 전력 공급의 신뢰도를 의미하고, 수용가의 측면에서는 전기 설비에 공급되는 전력의 상태를 가리킨다. 전력 품질이 좋지 않으면 전기 설비나 장비가 고장을 일으킬 수 있고, 오늘날의 산업 구조에서 전력 품질 관리의 실패는 단순한 설비나 장비의 고장을 넘어 엄청난 2차적 피해를 야기할 수 있다.Power quality refers to the reliability of the power supply, such as a stable voltage or current supply on the power provider side, and the state of power supplied to the electrical equipment on the consumer side. Poor power quality can cause electrical equipment or equipment to fail, and failure in power quality management in today's industrial structure can lead to massive secondary damage beyond simple equipment or equipment failure.

전력 계통에 고장이 발생할 경우에, 만약 고장의 종류와 원인을 판별할 수 있다면 문제가 일어난 위치를 파악하고 문제를 제거하기 쉬워지므로 많은 비용과 노력을 절감할 수 있다.In the event of a failure in the power system, if the type and cause of the failure can be determined, it is easy to identify where the problem occurred and eliminate the problem, saving a lot of cost and effort.

전력 품질을 유지하기 위해서는 먼저 전력 품질이 어떠한 상태인지 판별할 필요가 있고, 만약 외란이 있는 것으로 판별될 경우에는, 그 원인이 무엇인지 판별하여야 한다. 원인이 신속하게 판별되어야 비정상 상태로부터 전력 계통을 복구하고 이후에 적절한 보호를 위해 계전기나 차단기 정격을 결정할 수 있다.In order to maintain the power quality, it is first necessary to determine what state the power quality is. If it is determined that there is a disturbance, it is necessary to determine the cause. The cause must be quickly determined so that the power system can be recovered from an abnormal condition and later the relay or breaker rating can be determined for proper protection.

전력 품질 판별을 위해서 주파수 영역에서 파형을 분석하는 몇 가지 방법이 제안되어 왔다. 대표적으로 STFT(Short Time Fourier Transform) 기법, 웨이블릿 변환 기법, S-변환 기법 등이 있다. Several methods for analyzing waveforms in the frequency domain have been proposed for power quality determination. Typical examples include short time fourier transform (STFT), wavelet transform, and S-transform.

STFT 기법은 전력 신호를 푸리에 변환하고 예를 들어 IEEE 1159에서 제시한 전력 품질 분류에 기초하여 외란 존재 여부를 판별한다. 비연속적으로 푸리에 변환하기 때문에, 변환 윈도우 주기에 맞춰 과도 현상 발생 시에는 감지 능력이 떨어지고 성능이 좋지 않다. The STFT technique Fourier transforms a power signal and determines whether there is a disturbance based on, for example, the power quality classification presented in IEEE 1159. Since the Fourier transform is discontinuously, when the transient occurs in accordance with the conversion window period, the detection is poor and the performance is not good.

웨이블렛 변환 기법은 전력 신호를 시간 영역과 주파수 영역으로 연속적으로 관찰하기 때문에 STFT 기법보다 성능이 좋지만 연산량이 많고 잡음이 많으면 정확성이 떨어진다. The wavelet transform method performs better than the STFT method because it continuously observes the power signal in the time domain and the frequency domain.

S-변환 기법은 웨이블렛 변환 개념을 확장하면서 STFT의 윈도우 개념을 결합하여 연산량은 적고 판별 성능은 양호하다.The S-transformation technique extends the wavelet transform concept and combines the STFT window concept with low computation and good discrimination performance.

문제는 이렇게 전력 품질을 측정할 수는 있었지만 외란의 원인은 쉽게 알 수 없다는 것이다.The problem is that the power quality can be measured, but the cause of the disturbance is not readily known.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 S-변환을 기초로 배전 계통에서 발생하는 전력 품질 외란의 원인 판별 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for determining the cause of power quality disturbance occurring in a distribution system based on S-conversion.

본 발명의 일 측면에 따른 전력 품질 외란의 원인 판별 방법은,According to an aspect of the present invention, a method for determining a cause of power quality disturbance is provided.

3상 선로의 단상 전류들로부터 얻은 영상분 전류 I0에 관하여 S-변환한 S(τ, I0)를 연산하는 단계;Calculating S-converted S (τ, I 0 ) with respect to the image current I 0 obtained from the single-phase currents of the three-phase line;

영상분 전류 I0의 S-변환 결과 S(τ, I0)에 기초하여 기본파(h1)와, 2차 고조파(h2)부터 N차 고조파(hN)까지 고조파 성분 hk(2≤k≤N, N≥2)을 각각 획득하는 단계;Based on the S-conversion result S (τ, I 0 ) of the image split current I 0 , the harmonic components h k (2) from the fundamental harmonic (h 1 ) and the second harmonic (h 2 ) to the Nth harmonic (h N ) Acquiring ≦ k ≦ N and N ≧ 2), respectively;

상기 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)로부터 고조파 평균 값(AHV, Average of Harmonics Value)을 연산하는 단계; 및Calculating an average harmonic value (AHV) from the N harmonic components h k from the fundamental wave h 1 to the N th harmonic h N ; And

고조파 평균 값(AHV)의 통계적 특성에 따라, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하거나 또는 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.According to the statistical characteristics of the harmonic mean value AHV, determining the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, unbalanced load, or determining that the source is one of capacitor switching or converter operation.

일 실시예에 있어서, 상기 전력 품질 외란의 원인 판별 방법은,In one embodiment, the method of determining the cause of the power quality disturbances,

고조파 평균 값(AHV)의 연속하는 두 샘플의 크기의 차이를 제1 문턱값 α에 비교하는 단계를 더 포함하며,Comparing the difference in magnitude of two consecutive samples of the harmonic mean value AHV to the first threshold α,

상기 고조파 평균 값(AHV)의 연속하는 두 샘플의 크기의 차이가 상기 제1 문턱값 α보다 더 클 경우에만 상기 외란의 원인을 판별하는 단계로 진행할 수 있다.The cause of the disturbance may be determined only when the difference between the magnitudes of two consecutive samples of the harmonic mean value AHV is greater than the first threshold α.

일 실시예에 있어서, 상기 고조파 평균 값(AHV)의 통계적 특성에 따라, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하거나 또는 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계는,In one embodiment, according to the statistical characteristics of the harmonic mean value (AHV), determining the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, unequal load, or one of capacitor switching or converter operation Is,

상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계; 및If the maximum value of the harmonic average value AHV is greater than a second threshold value, determining the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, and inequality load; And

상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.If the maximum value of the harmonic average value (AHV) is less than the second threshold value β, it may include determining the cause of the disturbance as one of capacitor switching or converter operation.

일 실시예에 있어서, 상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계는,In one embodiment, if the maximum value of the harmonic mean value (AHV) is greater than the second threshold value β, determining the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, unequal load,

상기 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)를 제3 문턱값 γ에 비교하는 단계;Comparing the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current to a third threshold γ;

만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하는 단계; 및If the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is greater than the third threshold γ, determining the cause of the disturbance by operating the transformer; And

만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 작으면, 1선 지락 고장 또는 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.If the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is less than the third threshold γ, the method may include determining one of the ground fault failure or the unbalanced load. .

일 실시예에 있어서, 상기 만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 작으면, 1선 지락 고장 또는 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계는,In one embodiment, if the effective value (h 2 _rms) of the second harmonic (h 2 ) of the S-converted image current is less than the third threshold γ, it is determined as one of the ground fault failure or inequality load The steps are

영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)을 제4 문턱값 δ에 비교하는 단계; 및Comparing the maximum value I 0 _ max of the magnitude of the image split current I 0 to the fourth threshold δ; And

만약 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)이 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.If the maximum value (I 0 _ max) of the magnitude of the image current (I 0 ) is greater than the fourth threshold δ, determining the cause of the disturbance as a 1-line ground fault, and otherwise determining the cause of the disturbance as an unbalanced load. It may include.

일 실시예에 있어서, 상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계는,In one embodiment, if the maximum value of the harmonic mean value (AHV) is less than the second threshold β, determining the cause of the disturbance as one of capacitor switching or converter operation,

S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이를 제5 문턱값 ε에 비교하는 단계; 및Comparing the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 to the fifth threshold ε; And

만약 S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이가 제5 문턱값 ε보다 크면 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.If the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 is greater than the fifth threshold value ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation. And determining by capacitor switching.

본 발명의 다른 측면에 따른 전력 품질 외란의 원인 판별 방법은,According to another aspect of the present invention, a method of determining a cause of power quality disturbance is

3상 선로의 단상 전류들로부터 얻은 영상분 전류 I0에 관하여 S-변환한 S(τ, I0)를 연산하는 단계;Calculating S-converted S (τ, I 0 ) with respect to the image current I 0 obtained from the single-phase currents of the three-phase line;

영상분 전류 I0의 S-변환 결과 S(τ, I0)에 기초하여 기본파(h1)와, 2차 고조파(h2)부터 N차 고조파(hN)까지 고조파 성분 hk(2≤k≤N, N≥2)을 각각 획득하는 단계;Based on the S-conversion result S (τ, I 0 ) of the image split current I 0 , the harmonic components h k (2) from the fundamental harmonic (h 1 ) and the second harmonic (h 2 ) to the Nth harmonic (h N ) Acquiring ≦ k ≦ N and N ≧ 2), respectively;

상기 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)로부터 고조파 평균 값(AHV)을 연산하는 단계;Calculating a harmonic mean value AHV from the N harmonic components h k from the fundamental wave h 1 to the N th harmonic h N ;

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하는 단계;If the maximum value of the average value up to the Nth harmonic components of the S-converted image current is larger than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is larger than the third threshold γ, the cause of disturbance may be caused. Determining that the transformer is running;

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하는 단계;If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is greater than the fourth threshold value δ, determining the cause of the disturbance as a one-line ground fault;

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 작으면, 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하는 단계;If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is smaller than the fourth threshold δ, determining the cause of the disturbance as an unbalanced load;

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 크면, 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하는 단계; 및If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund Determining the cause of the disturbance by the operation of the converter when the difference value of?) Is greater than the fifth threshold value? And

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다.If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund If the difference value is less than the fifth threshold value ε, it may include determining the cause of the disturbance by switching the capacitor.

일 실시예에 있어서, N = 7일 수 있다.In one embodiment, N = 7.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 전력 품질 외란 원인 판별 장치는,Power quality disturbance cause determination apparatus according to another aspect of the present invention,

3상 선로의 각각에서 상전류의 위상과 크기를 검출하는 전류 센서;A current sensor for detecting the phase and magnitude of the phase current in each of the three phase lines;

검출된 상전류(Ia, Ib, Ic)로부터 영상분 전류 I0를 획득하고, 영상분 전류 I0에 대해 S-변환을 수행하여 영상분 전류(I0)의 S-변환 S(τ,I0) 값을 출력하고, S-변환된 영상분 전류(I0)의 고조파 성분(h2 내지 hN)들을 기초로 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)의 평균값(AHV)과 2차 고조파 성분의 실효치(h2_rms)를 연산하여 출력하며, S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max), 기본 주파수와 최대 주파수의 차이값(f_fund-f_max)을 산출하는 파라미터 연산부; 및An image current I 0 is obtained from the detected phase currents I a , I b , I c , and an S-conversion is performed on the image current I 0 to perform an S-conversion S (τ) of the image current I 0 . , I 0) outputs a value, S- and N-converted image to the minute current (I 0) of the harmonic component (h to 2 h N) on the basis of the fundamental wave (h 1) from the N-th harmonic (h N) of The average value (AHV) of the two harmonic components (h k ) and the effective value (h 2 _rms) of the second harmonic component are calculated and output, and the maximum value (I 0 _ max) of the S-converted image current (I 0 ) A parameter calculator calculating a difference value f_fund-f_max between the fundamental frequency and the maximum frequency; And

N개 고조파 성분들의 평균값(AHV), 2차 고조파 성분의 실효치(h2_rms), 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max), 기본 주파수와 최대 주파수의 차이값(f_fund-f_max)을 기초로, 각각 외란의 원인을 변압기 가동, 1선 지락 고장, 불평형 부하, 컨버터 작동, 커패시터 스위칭 중 적어도 하나로 판별하는 판별 로직부를 포함할 수 있다.Average value of N harmonic components (AHV), effective value of second harmonic component (h 2 _rms), maximum value of image current (I 0 ) (I 0 _ max), difference between fundamental frequency and maximum frequency (f_fund-f_max) On the basis of the), each of the disturbance may include a determination logic for determining at least one of the cause of the transformer operation, one-wire ground fault, unbalanced load, converter operation, capacitor switching.

일 실시예에 있어서, 상기 판별 로직부는In one embodiment, the determination logic unit

상기 고조파 평균 값(AHV)의 연속하는 두 샘플의 크기의 차이가 상기 제1 문턱값 α보다 더 클 경우에만 상기 외란의 원인을 판별하도록 동작할 수 있다.The cause of the disturbance may be operated only when the difference between the magnitudes of two consecutive samples of the harmonic mean value AHV is greater than the first threshold value α.

일 실시예에 있어서, 상기 판별 로직부는In one embodiment, the determination logic unit

상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하고, If the maximum value of the harmonic mean value (AHV) is greater than the second threshold value β, the cause of the disturbance is determined as one of ground fault failure, transformer operation, and unequal load,

상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하도록 동작할 수 있다.If the maximum value of the harmonic average value AHV is smaller than the second threshold value β, it may be operable to determine the cause of the disturbance as being one of capacitor switching or converter operation.

일 실시예에 있어서, 상기 판별 로직부는In one embodiment, the determination logic unit

상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 클 경우에, 상기 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)를 제3 문턱값 γ에 추가로 비교하고, When the maximum value of the harmonic mean value AHV is greater than a second threshold β, the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted current divided by the third threshold value γ In addition to

만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하고, 그렇지 않으면 1선 지락 고장 또는 불평등 부하 중의 하나로 판별하도록 동작할 수 있다.If the effective value (h 2 _rms) of the second harmonic (h 2 ) of the S-converted image current is greater than the third threshold value γ, the cause of the disturbance is determined by the operation of the transformer, otherwise, one-wire ground fault or inequality Operate to determine one of the loads.

일 실시예에 있어서, 상기 판별 로직부는In one embodiment, the determination logic unit

만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 작으면, 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)을 제4 문턱값 δ에 추가로 비교하고,If the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is less than the third threshold γ, the maximum value I 0 _ max of the magnitude of the image current I 0 is determined. Further compare to a fourth threshold δ,

만약 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)이 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하도록 동작할 수 있다.If the maximum value (I 0 _ max) of the magnitude of the image current (I 0 ) is larger than the fourth threshold value δ, the cause of the disturbance is determined as a one-line ground fault, otherwise the operation of the disturbance is determined as an unbalanced load. can do.

일 실시예에 있어서, 상기 판별 로직부는In one embodiment, the determination logic unit

고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이를 제5 문턱값 ε에 추가로 비교하고,If the maximum value of the harmonic mean value AHV is less than the second threshold β, the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 is determined by the fifth threshold value ε. In addition to

만약 S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이가 제5 문턱값 ε보다 크면 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하도록 동작할 수 있다.If the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 is greater than the fifth threshold value ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation. Operate to determine by capacitor switching.

일 실시예에 있어서, 상기 판별 로직부는,In one embodiment, the determination logic unit,

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하고,If the maximum value of the average value up to the Nth harmonic components of the S-converted image current is larger than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is larger than the third threshold γ, the cause of disturbance may be caused. Judging by transformer operation,

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하며,If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is greater than the fourth threshold δ, the cause of the disturbance is determined as a one-line ground fault,

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 작으면, 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하고,If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is smaller than the fourth threshold δ, the cause of the disturbance is determined as an unbalanced load,

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 크면, 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하며,If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund If the difference of) is greater than the fifth threshold ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation.

만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하도록 동작할 수 있다.If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund If the difference value is smaller than the fifth threshold value ε, the cause of the disturbance may be determined by capacitor switching.

일 실시예에 있어서, N = 7일 수 있다.In one embodiment, N = 7.

일 실시예에 있어서, 상기 전력 품질 외란의 원인 판별 장치는In one embodiment, the apparatus for determining the cause of the power quality disturbance

상기 파라미터 연산부에서 연산되는 파라미터들의 분포에 기초하여 상기 제1 문턱값 α, 제2 문턱값 β, 제3 문턱값 γ, 제4 문턱값 δ, 제5 문턱값 ε 중 적어도 하나를 적응적으로 설정하는 문턱값 설정부를 더 포함할 수 있다.Adaptively set at least one of the first threshold value α, the second threshold value β, the third threshold value γ, the fourth threshold value δ, and the fifth threshold value ε based on the distribution of the parameters calculated by the parameter calculator. The apparatus may further include a threshold setting unit.

본 발명의 전력 품질 외란의 원인 판별 장치 및 방법에 따르면, 연산량이 상대적으로 적고 판별 성능은 상대적으로 양호한 S-변환을 기초로 전력 품질의 외란을 판별할 수 있다.According to the apparatus and method for determining the cause of the power quality disturbance of the present invention, the disturbance of the power quality can be discriminated based on the S-transformation having a relatively small amount of computation and having a relatively good discrimination performance.

본 발명의 전력 품질 외란의 원인 판별 장치 및 방법에 따르면, 외란을 특정하는 몇몇 파라미터들의 단순한 크기 비교를 통해 외란의 원인을 판별할 수 있다.According to the apparatus and method for determining the cause of the disturbance of the power quality of the present invention, the cause of the disturbance can be determined by simply comparing the magnitudes of some parameters that specify the disturbance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 외란의 원인 판별 방법을 예시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 IEEE 13 노드 테스트 피더 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 예시적인 파형도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 IEEE 13 노드 테스트 피더 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류에 대해 S-변환을 한 예시적인 파형도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 7차 고조파 평균 값(AHV_7)들의 예시적인 파형도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 7차 고조파 평균값(AHV_7)의 최대값들을 비교한 예시적인 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 2차 고조파 실효값을 비교한 예시적인 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 최대값을 비교한 예시적인 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 최대 주파수와 기본 주파수의 차이값을 비교한 예시적인 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 외란의 원인 판별 장치를 예시한 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a method of determining a cause of power quality disturbance according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exemplary waveform diagram of image currents each occurring when some disturbance causes are simulated in the IEEE 13 node test feeder model according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary waveform diagram of the S-conversion for each image current generated when a few disturbance causes in the IEEE 13 node test feeder model in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is exemplary waveform diagrams of seventh harmonic mean values AHV_7 of image currents generated when some disturbance causes are simulated in an actual distribution system model according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exemplary graph comparing the maximum values of the 7th harmonic mean value AHV_7 of the image split currents generated when some disturbance causes are simulated in an actual power distribution system model according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary graph comparing second harmonic effective values of image currents generated when some disturbance causes are simulated in an actual distribution system model according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exemplary graph comparing maximum values of image currents generated when some disturbance causes are simulated in an actual distribution system model according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 is an exemplary graph comparing the difference between the maximum frequency and the fundamental frequency of the image split current generated when some disturbance causes are simulated in an actual distribution system model according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating an apparatus for determining a cause of power quality disturbance according to an embodiment of the present invention.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. For the embodiments of the invention disclosed herein, specific structural and functional descriptions are set forth for the purpose of describing an embodiment of the invention only, and it is to be understood that the embodiments of the invention may be practiced in various forms, The present invention should not be construed as limited to the embodiments described in Figs.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same constituent elements in the drawings and redundant explanations for the same constituent elements are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 외란의 원인 판별 방법을 예시한 순서도이다.1 is a flowchart illustrating a method of determining a cause of power quality disturbance according to an embodiment of the present invention.

전력 품질 외란을 일으키는 가장 빈번한 원인 이벤트는 배전 선로에서 1선 지락 고장(single-line-to-ground fault) 즉 3상 선로 중 하나가 접지에 단락되는 것이고, 다음으로 불평형 부하(unbalanced load), 변압기의 가동(operation transformer), 컨버터의 작동(operation of converter) 및 커패시터 스위칭(capacitor switching)이 주요한 원인 이벤트들이다. 이러한 다섯 가지 원인만 판별하여도 외란의 원인을 대부분 식별할 수 있다.The most common cause of power quality disturbance events is a single-line-to-ground fault on the distribution line, that is, one of the three-phase lines is shorted to ground, followed by an unbalanced load, transformer The operation of the transformer, the operation of the converter and capacitor switching are the main cause events. By determining only these five causes, most causes of disturbance can be identified.

여기서 외란 원인에 따른 영향을 알아보기 위하여 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 IEEE 13 노드 테스트 피더 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 예시적인 파형도들이다.Here, referring to FIG. 2 to examine the effects of disturbance causes, FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image current generated when each disturbance cause is simulated in the IEEE 13 node test feeder model according to an embodiment of the present invention. Waveform diagrams.

도 2에서, 위부터 1선 지락 고장, 커패시터 스위칭, 변압기 작동, 컨버터 작동, 불평형 부하에 따른 영상분 전류의 파형이 각각 예시되어 있다. 각 파형은 외란이 시각적으로 잘 표현될 수 있도록 각자 다른 스케일로 모의되었음에 유의한다.In Fig. 2, waveforms of image currents according to one-wire ground fault, capacitor switching, transformer operation, converter operation, and unbalanced load are respectively illustrated from above. Note that each waveform is simulated on a different scale so that disturbances can be represented visually.

통상적으로 외란이 전혀 없는 3상 평형 회로에서 3상 전류의 합(Ia+Ib+Ic)인 영상분 전류(I0)의 크기는 0이어야 한다. 3상 불평형 회로에서 외란이 일어난 경우에 영상분 전류는 0이 되지 않기 때문에 영상분 전류를 기초로 외란의 발생 여부를 짐작할 수 있는데, 발명자는 여기서 더 나아가, 영상분 전류의 파형을 분석함으로써 외란의 원인을 판별하는 방법을 착안한 것이다.In general, in a three-phase balanced circuit without any disturbance, the magnitude of the image current I 0 , which is the sum of three-phase currents I a + I b + I c , should be zero. If the disturbance occurs in the three-phase unbalance circuit, the image current does not become zero, and thus, it is possible to estimate whether the disturbance has occurred based on the image current, and the inventor further analyzes the waveform of the image current to determine the disturbance. The idea was to figure out how to determine the cause.

도 2에서, 1선 지락 고장으로 인한 외란의 경우, 고장 발생각은 0°이고 고장 저항은 1Ω으로 설정하여 모의한 것으로, 고장이 발생하자 영상분 전류의 크기가 급격히 증가하는 모습을 보인다.In FIG. 2, in the case of disturbance due to a one-line ground fault, the fault occurrence angle is 0 ° and the fault resistance is simulated by setting 1,. As the fault occurs, the magnitude of the image current increases rapidly.

커패시터 스위칭으로 인한 외란의 경우, 용량이 9.2 ㎌이었을 때에 스위칭이 일어나자 짧지 않은 시간 동안 고조파가 심하게 발생하는 모습을 보인다.In the case of disturbance due to capacitor switching, when the capacitance is 9.2 ㎌, the harmonics are severely generated during the short time when the switching occurs.

변압기의 작동으로 변압기의 코일이 여자됨에 따른 외란의 경우, 투입 위상각은 0°로 설정되었는데, 전류의 파형이 주기적으로 변화하는 모습이며 이는 여자 돌입 전류의 전형적인 특징이라고 할 수 있다.In the case of disturbance due to the excitation of the coil of the transformer by the operation of the transformer, the input phase angle is set to 0 °, and the waveform of the current changes periodically, which is a typical characteristic of the excitation inrush current.

컨버터의 작동으로 인한 외란의 경우, 용량 300 kW, 6 pulse/cycle 방식의 컨버터를 모델링하였는데, 고조파와 주기적인 임펄스 형태의 왜곡 파형이 나타났다.In the case of disturbance due to the operation of the converter, a converter with a capacity of 300 kW and a 6 pulse / cycle type was modeled.

불평형 부하로 인한 외란의 경우, 불평형률을 30%로 하여 모의하였고, 정상 상태에 비해 불평형 부하 투입후 전류 값의 증가가 확인된다.In case of disturbance due to unbalanced load, the unbalance rate was simulated as 30%, and the increase of current value after unbalanced load was confirmed compared to the normal state.

한편, 도 2의 모의 파형들을 각각 S-변환한 모습을 알기 위하여 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 IEEE 13 노드 테스트 피더 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류에 대해 S-변환을 한 예시적인 파형도들이다.Meanwhile, referring to FIG. 3 in order to know how the S-converted waveforms of FIG. 2 are respectively, FIG. 3 occurs when some disturbance causes are simulated in the IEEE 13 node test feeder model according to an embodiment of the present invention. Exemplary waveform diagrams that perform S-conversion with respect to the image split current are shown.

도 3에서, 다섯 가지 외란의 경우에, 외란의 발생 직후와 그 이후에 S-변환된 파형이 외란 발생 이전에 비해, 정도의 차이는 있지만, 구분 가능한 수준의 차이를 보임을 알 수 있다.In FIG. 3, it can be seen that, in the case of five disturbances, the S-converted waveforms immediately after and after the occurrence of the disturbance show a distinguishable level, although there is a difference in degree, compared to before the disturbance occurrence.

다시 도 1로 돌아와서, 본 발명의 실시예들에 따른 전력 품질 외란의 원인 판별 방법은, 먼저 단계(S11)에서 수학식 1과 같이 영상분 전류(I0)를 구하는 단계로부터 시작한다.Returning to FIG. 1 again, the method for determining the cause of power quality disturbance according to the embodiments of the present invention starts with the step of obtaining an image current I 0 as shown in Equation 1 in step S11.

Figure 112012053838622-pat00001
Figure 112012053838622-pat00001

이때, Ia, Ib, Ic는 3상 전류를 구성하는 각각의 단상 전류의 시간에 따른 이산 샘플링 열들(time series)이다.In this case, I a , I b , and I c are discrete sampling time series of time of each single-phase current constituting the three-phase current.

단계(S12)에서, 영상분 전류 I0에 관하여 S-변환한 S(τ, I0)를 연산한다.In step S12, S-converted S (τ, I 0 ) is calculated with respect to the image split current I 0 .

S-변환을 간략히 소개하면, 가우시안 함수인 윈도우(Gaussian window)를 가지고 연속적인 웨이블렛 변환을 위상 교정한 것으로 이해될 수 있다.Briefly introducing the S-transformation, it can be understood that a continuous wavelet transform is phase calibrated with a Gaussian window.

Stockwell, RG, L Mansinha, and RP Lowe (1996). Localization of the complex spectrum: the S transform, IEEE Transactions on Signal Processing 44 (4), p 998-1001에 따르면, 함수 h(t)의 S-변환 S(τ, f)은 다음 수학식 2와 같이 정의된다.Stockwell, RG, L Mansinha, and RP Lowe (1996). According to Localization of the complex spectrum: the S transform, IEEE Transactions on Signal Processing 44 (4), p 998-1001, the S-transform S (τ, f) of function h (t) is defined as do.

Figure 112012053838622-pat00002
Figure 112012053838622-pat00002

단계(S13)에서, 영상분 전류 I0의 S-변환 결과 S(τ, I0)에 기초하여 기본파(h1)와, 2차 고조파(h2)부터 N차 고조파(hN)까지 고조파 성분 hk(2≤k≤N, N≥2)을 각각 획득한다.In step S13, the fundamental wave h 1 and the second harmonic h 2 to the Nth harmonic h N based on the S-conversion result S (τ, I 0 ) of the image current I 0 . Harmonic components h k (2 ≦ k ≦ N, N ≧ 2) are obtained, respectively.

이때, N의 값은 연산량과 정확도 측면에서 트레이드오프 관계를 나타내기 때문에, 연산 자원의 성능에 따라 적절하게 선택될 수 있으며 바람직하게는 N = 7로 선택될 수 있다.In this case, since the value of N represents a tradeoff relationship in terms of calculation amount and accuracy, the value of N may be appropriately selected according to the performance of the calculation resource, and preferably N = 7.

단계(S14)에서, 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)로써 다음 수학식 3과 같이 고조파 평균 값(AHV, Average of Harmonics Value)을 연산한다.In step S14, as the N harmonic components h k from the fundamental wave h 1 to the N th harmonic h N , an average harmonic value (AHV) is obtained as shown in Equation 3 below. Calculate

Figure 112012053838622-pat00003
Figure 112012053838622-pat00003

단계(S15)에서, 고조파 평균 값의 연속하는 두 샘플의 크기의 차이(AHV[t] - AHV[t-1])를 소정의 제1 문턱값 α에 비교한다.In step S15, the difference (AHV [t]-AHV [t-1]) between the magnitudes of two consecutive samples of the harmonic mean value is compared to a predetermined first threshold α.

만약 샘플 차이가 제1 문턱값 α보다 클 경우에는 t번째 샘플 AHV[t]에 대해 다음의 외란 원인 판별 절차를 수행하고, 그렇지 않으면 외란 원인 판별을 하지 않고 단계(S14)로 돌아가 다음 샘플의 고조파 평균 값을 연산한다. If the sample difference is larger than the first threshold value α, the following disturbance cause determination procedure is performed on the t th sample AHV [t], otherwise, the flow returns to step S14 without determining the cause of the disturbance, and the harmonics of the next sample are obtained. Calculate the average value.

제1 문턱값 α는 바람직하게는 1x10^-6이다. 제1 문턱값 α는 예시적인 수치로서, 실제로 수집된 데이터에 따라 적절하게 선택할 수 있다.The first threshold α is preferably 1 × 10 6. The first threshold α is an exemplary value and can be appropriately selected according to the data actually collected.

실시예에 따라 단계(S15)는 선택적인 단계일 수 있다.According to an embodiment, step S15 may be an optional step.

단계(S15)의 타당성을 설명하기 위해 잠시 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 평균 값(AHV_7)의 예시적인 파형도들이다.Referring to FIG. 4 momentarily to illustrate the validity of step S15, FIG. 4 is an S-converted image current generated respectively when some disturbance causes are simulated in an actual distribution system model according to an embodiment of the present invention. Exemplary waveform diagrams of the seventh-order harmonic mean value AHV_7.

도 4에서, S-변환된 영상분 전류 I0의 7차까지의 고조파 평균 값 AHV_7의 파형은 각 외란 원인에 따라 극적으로 차이를 보인다. 가장 큰 크기를 보이는 순서대로, 각각 변압기 가동, 1선 지락 고장, 불평등 부하, 커패시터 스위칭, 컨버터 동작에 따른 고조파 평균 값 AHV_7의 변화 양상이다.In FIG. 4, the waveform of the harmonic mean value AHV_7 up to the 7th order of the S-converted image current I 0 is dramatically different according to each disturbance cause. The order of the highest magnitudes is the change in harmonic mean value AHV_7 with transformer operation, one-wire ground fault, unequal load, capacitor switching, and converter operation, respectively.

커패시터 스위칭과 컨버터 동작에 따른 AHV의 변화는 도 4에서 시각적으로 잘 식별되지 않으나, 외란 발생 이후에 미소하게 보이더라도 제1 문턱값 α보다는 큰 값으로 발생한다.The change in AHV according to the capacitor switching and the converter operation is not visually well identified in FIG. 4, but it occurs with a value larger than the first threshold α even if it looks minute after the disturbance occurrence.

단계(S16)에서, 이전의 지정된 시구간 내에서 고조파 평균 값(AHV)의 통계적 특성, 예를 들어 최대값이 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별할 수 있도록 단계(S21)로 진행하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별할 수 있도록 단계(S31)로 진행한다. 여기서, 제2 문턱값 β는 예시적인 수치로서, 실제로 수집되는 데이터에 따라 적절하게 선택할 수 있으며, 바람직하게는 2로 설정할 수 있다.In step S16, if the statistical characteristic of the harmonic mean value AHV within the previously designated time period, for example, the maximum value is greater than the second threshold β, the cause of the disturbance is one-line ground fault, transformer operation, inequality. The process proceeds to step S21 to determine one of the loads, and to step S31 to determine whether the cause of the disturbance is one of capacitor switching or converter operation. Here, the second threshold value β is an exemplary value, and may be appropriately selected according to data actually collected, and may be preferably set to 2.

위에서 예시한 다섯 가지의 대표적인 외란 원인들 중에 변압기 가동, 1선 지락 및 불평형 부하의 경우에 영상분 전류의 고조파는 상대적으로 크게 발생하며, 영상분 전류의 고조파 평균 값도 상대적으로 크다. 따라서, 그러한 상대적인 크기의 지표로써 예시적으로 AHV의 최대값을 이용할 수 있다.Among the five representative sources of disturbance exemplified above, harmonics of the image current are relatively high in the case of transformer operation, 1-line ground fault and unbalanced load, and the average value of harmonics of the image current is also relatively large. Thus, the maximum value of AHV can be used as an example of such relative magnitude.

단계(S16)의 타당성을 설명하기 위해 도 5를 잠시 참조하면, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 7차 고조파 평균값(AHV_7)의 최대값들을 비교한 예시적인 그래프이다.Referring briefly to FIG. 5 to illustrate the validity of step S16, FIG. 5 illustrates the seventh-harmonic harmonics of the image currents generated when some disturbance causes are simulated in an actual distribution system model according to an embodiment of the present invention. An exemplary graph comparing the maximum values of the average value AHV_7.

도 5에서 각각의 외란 원인별로 특성을 달리 하면서 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파까지의 고조파 평균값(AHV_7)들의 최대값을 각각 세 개씩, 총 15 개 나열하였다.In FIG. 5, the maximum values of the harmonic mean values (AHV_7) up to the 7th harmonic of the S-converted image current are listed, each of 15, with different characteristics for each disturbance cause.

고조파 평균값들이 상대적으로 큰 세 외란을 먼저 살펴보면, 1선 지락 고장의 경우 고장 저항이 각각 1Ω, 10Ω, 100Ω일 때, 변압기 가동의 경우 여자 전류의 투입 위상이 각각 0°, 45°, 90°일 때, 불평등 부하의 불평형률은 각각 10%, 20%, 30%일 때, 소정 시간 동안의 고조파 평균값의 최대값은 최소 2.963부터 최대 128.4까지의 값을 나타내었다. In the three disturbances where the harmonic average values are relatively large, first, when the fault resistance is 1 Ω, 10 Ω, and 100 각각 for 1-wire ground fault, the input phases of the excitation current are 0 °, 45 °, and 90 °, respectively. When the inequality rate of the inequality load was 10%, 20%, and 30%, respectively, the maximum value of the harmonic mean value for a predetermined time ranged from a minimum of 2.963 to a maximum of 128.4.

상대적으로 고조파 평균값이 작았던 나머지 두 외란을 살펴보면, 커패시터 스위칭의 경우 커패시터의 용량이 각각 9.2㎌, 46㎌, 92㎌일 때와 컨버터 작동의 경우 컨버터의 용량이 각각 100kW, 200kW, 300kW일 때에, 소정 시간 동안의 고조파 평균값의 최대값은 최소 0.0279부터 0.6073까지의 크기를 나타내었다.Looking at the other two disturbances, where the harmonic mean was relatively small, when the capacitance of the capacitor is 9.2㎌, 46㎌, 92㎌ for the capacitor switching and the converter capacity is 100kW, 200kW, 300kW, respectively, The maximum value of the harmonic mean value for a predetermined time ranged from a minimum of 0.0279 to 0.6073.

따라서, 이러한 데이터들을 기초로 고조파 평균값들의 최대값이 예시적으로 2로 설정된 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인이 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나이고, 그렇지 않으면 외란의 원인이 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별할 수 있다.Therefore, based on these data, if the maximum value of harmonic average values is greater than the second threshold value β, which is set to 2 by way of example, the cause of the disturbance is one of ground fault failure, transformer operation, or unequal load, otherwise it causes disturbance. It can be determined that this is either capacitor switching or converter operation.

먼저 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하기 위해서, S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)를 이용하여 외란 원인이 변압기 가동인지 여부를 판별하고, 영상분 전류 크기의 최대값(I0_max)을 이용하여 외란 원인이 1선 지락 고장인지 불평형 부하 중 어떤 것인지 판별할 수 있다.First, in order to determine the cause of the disturbance as one of ground fault, transformer operation, and inequality load, the disturbance cause is caused by using the effective value (h 2 _rms) of the second harmonic (h 2 ) of the S-converted image current. It may be determined whether or not it is operating, and whether the cause of the disturbance is a ground fault or an unbalanced load may be determined using the maximum value I 0 _ max of the magnitude of the image current.

구체적으로 단계(S21)에서는, S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)를 제3 문턱값 γ에 비교한다.Specifically, in step S21, the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is compared to the third threshold γ.

만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 크면, 단계(S22)에서 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하고, 그렇지 않으면 단계(S23)에서 추가적으로 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)을 제4 문턱값 δ에 비교한다. 여기서, 실제 수집된 데이터에 따라 각각 적절히 결정될 수 있지만 제3 문턱값 γ은 바람직하게는 50으로 선택될 수 있고, 제4 문턱값 δ는 바람직하게는 30으로 선택될 수 있다. If the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is greater than the third threshold γ, in step S22, the cause of the disturbance is determined as a transformer operation, otherwise the step In operation S23, the maximum value I 0 _ max of the magnitude of the image current I 0 is additionally compared to the fourth threshold δ. Here, although each may be appropriately determined according to the actually collected data, the third threshold value γ may be preferably selected as 50, and the fourth threshold value δ may be preferably selected as 30.

만약 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)이 제4 문턱값 δ보다 크면, 단계(S24)에서 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하고, 그렇지 않으면 단계(S25)에서 외란의 원인을 불평형 부하로 판별한다.If the maximum value I 0 _ max of the magnitude of the image current I 0 is greater than the fourth threshold value δ, the cause of the disturbance is determined as a one-line ground fault in step S24, otherwise it is determined in step S25. The cause of the disturbance is determined by the unbalanced load.

단계(S21) 내지 단계(S25)의 타당성을 설명하기 위해, 도 6과 도 7을 잠시 살펴보면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파 실효값을 비교한 예시적인 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 최대값을 비교한 예시적인 그래프이다.To illustrate the validity of the steps (S21) to (S25), a brief look at Figures 6 and 7, Figure 6 is generated when each of the disturbance causes in the actual distribution system model in accordance with an embodiment of the present invention FIG. 7 is an exemplary graph comparing second harmonic rms values of an S-converted image current, and FIG. 7 is an image generated when each disturbance cause is simulated in an actual distribution system model according to an embodiment of the present invention. An example graph comparing the maximum of currents.

도 6에서, 변압기 가동 시에 여자 돌입 전류는 기본파 다음으로 2차 고조파의 크기가 매우 큰 특성을 보이는데, 그러한 외란이 인가된 영상분 전류에서 2차 고조파의 실효치 크기는 실제 배전 계통 모델에서 약 222 A에 이르는 것으로 나타났고, 반면에 1선 지락 고장이나 불평형 부하의 경우에는 영상분 전류의 2차 고조파의 실효치 크기는 50 A에 못 미친다. 따라서 제3 문턱값 γ을 50으로 설정함으로써 변압기 가동 시의 외란을 판별할 수 있다.In Fig. 6, the excitation inrush current at the time of operation of the transformer shows the characteristic that the magnitude of the second harmonic after the fundamental wave is very large, and the effective magnitude of the second harmonic at the disturbance-applied current is approximately in the actual distribution system model. In the case of 1-wire ground fault or unbalanced load, the effective magnitude of the second harmonic of the image current is less than 50 A. Therefore, the disturbance at the time of transformer operation | movement can be discriminated by setting 3rd threshold value (gamma) to 50.

도 7에서는, 1선 지락 고장과 불평형 부하의 경우에, 영상분 전류 크기의 최대값은 각각 소자 값의 변동에 따라 44.3 ~ 328.1 A과 6.7 ~ 16.7 A 정도의 범위에서 나타나는데, 이러한 차이로부터 제4 문턱값 δ을 30으로 설정한다면, 두 외란 원인 중 하나를 쉽게 판별할 수 있다.In Fig. 7, in the case of a one-wire ground fault and an unbalanced load, the maximum value of the image current amount is shown in the range of 44.3 to 328.1 A and 6.7 to 16.7 A, respectively, according to the variation of the device value. If the threshold δ is set to 30, one of the two disturbance causes can be easily determined.

다음으로, 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나로 판별하기 위해서, S-변환된 영상분 전류의 최대 주파수와 기본 주파수의 차이를 이용할 수 있다.Next, a difference between the maximum frequency and the fundamental frequency of the S-converted image current may be used to determine the cause of the disturbance as one of capacitor switching or converter operation.

구체적으로, 단계(S31)에서, S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이가 제5 문턱값 ε보다 크면 단계(S32)에서 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하고, 그렇지 않으면 단계(S33)에서 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별한다.Specifically, in step S31, if the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 is greater than the fifth threshold ε, the cause of the disturbance in step S32. Is determined by the converter operation, otherwise the cause of the disturbance is determined by capacitor switching in step S33.

단계(S31) 내지 단계(S33)의 타당성을 설명하기 위해, 도 8을 잠시 살펴보면, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 실제 배전 계통 모델에서 몇몇 외란 원인을 모의하였을 때에 각각 발생하는 영상분 전류의 최대 주파수와 기본 주파수의 차이값을 비교한 예시적인 그래프이다.In order to explain the validity of the steps S31 to S33, a brief look at Figure 8, Figure 8 is an image generated each when a few disturbance causes are simulated in the actual distribution system model according to an embodiment of the present invention An example graph comparing the difference between the maximum frequency of the current and the fundamental frequency.

도 8에서, 컨버터 작동 시에 영상분 전류의 최대 주파수와 기본 주파수의 차이는 100 Hz 이내이지만, 커패시터 스위칭 시에 영상분 전류의 최대 주파수와 기본 주파수의 차이는 최소한 200 Hz를 넘는다. 따라서, 제5 문턱값 ε을 150으로 선택하면, 외란 원인을 컨버터 작동 시와 커패시터 스위칭 중 하나로 판별할 수 있다.In Fig. 8, the difference between the maximum frequency and the fundamental frequency of the image current in the converter operation is within 100 Hz, but the difference between the maximum frequency and the fundamental frequency of the image current is at least 200 Hz when switching the capacitor. Therefore, when the fifth threshold value ε is selected as 150, the cause of disturbance can be determined as one of the converter operation and the capacitor switching.

판별 기준을 외란 종류별로 다시 설명하면 다음과 같다.The discrimination criteria will be described again according to the disturbance type.

먼저, 연속하는 두 개의 고조파 평균값의 샘플 값의 변화가 제1 문턱값 α보다 작으면 외란이 없는 것으로 본다.First, when the change in the sample value of two consecutive harmonic mean values is smaller than the first threshold value α, it is considered that there is no disturbance.

연속하는 두 개의 고조파 평균값의 샘플 값의 변화가 제1 문턱값 α보다 커서 외란이 있다고 판별할 경우에, 만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인은 변압기 가동으로 판별된다.If the change in the sample value of two consecutive harmonic mean values is larger than the first threshold value α, and it is determined that there is disturbance, the maximum value of the mean value up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is equal to the second value. If it is larger than the threshold β and the magnitude of the second harmonic component h 2 is larger than the third threshold γ, the cause of the disturbance is determined by the operation of the transformer.

만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인은 1선 지락 고장으로 판별된다.If the maximum value of the average value (AHV) up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is larger than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is greater than the fourth threshold δ, the cause of the disturbance is determined as a one-line ground fault.

만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 작으면, 외란의 원인은 불평형 부하로 판별된다.If the maximum value of the average value (AHV) up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is larger than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is smaller than the fourth threshold δ, the cause of the disturbance is determined as an unbalanced load.

만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 크면, 외란의 원인은 컨버터 작동으로 판별된다.If the maximum value of the average value AHV up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the image current I 0 If the difference value of) is greater than the fifth threshold value ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation.

만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 작으면, 외란의 원인은 커패시터 스위칭으로 판별된다.If the maximum value of the average value AHV up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the image current I 0 If the difference value of?) Is smaller than the fifth threshold value?, The cause of disturbance is determined by capacitor switching.

바람직하게는 제1 문턱값 α, 제2 문턱값 β, 제3 문턱값 γ, 제4 문턱값 δ, 제5 문턱값 ε은 각각 1x10^-6, 100, 50, 2, 150으로 설정될 수 있다.Preferably, the first threshold α, the second threshold β, the third threshold γ, the fourth threshold δ, and the fifth threshold ε may be set to 1x10 ^ -6, 100, 50, 2, and 150, respectively. have.

실시예에 따라서, 제1 내지 제5 문턱값들은 수집되는 데이터들의 장시간 동안의 변화와 그에 기초한 통계 정보에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.According to an embodiment, the first to fifth threshold values may be adaptively determined according to a long time change of collected data and statistical information based thereon.

실시예에 따라, 제1 내지 제5 문턱값들의 각각은 절대값이 아닌 정규화된 상대값으로 결정될 수 있고, 이에 따라 각 단계에서 비교하는 파라미터들도 정규화된 후에 서로 비교될 수 있다.According to an embodiment, each of the first to fifth thresholds may be determined as a normalized relative value rather than an absolute value, so that the parameters comparing at each step may be compared with each other after normalization.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 품질 외란의 원인 판별 장치를 예시한 블록도이다.9 is a block diagram illustrating an apparatus for determining a cause of power quality disturbance according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 전력 품질 외란의 원인 판별 장치(90)는 3상 선로에 설치된 전류 센서(91), 아날로그 디지털 변환부(92), 파라미터 연산부(93), 판별 로직부(94), 문턱값 결정부(95)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the apparatus 90 for determining the cause of power quality disturbance includes a current sensor 91, an analog-digital converter 92, a parameter calculator 93, a discrimination logic 94, and a threshold installed in a three-phase line. Value determination unit 95 may be included.

전류 센서(91)는 3상 선로의 각각에서 교류 전류의 위상과 크기를 검출할 수 있는 예를 들어 변류기(current transformer)로써 구현될 수 있다.The current sensor 91 may be implemented as, for example, a current transformer capable of detecting the phase and magnitude of the alternating current in each of the three phase lines.

전류 센서(91)가 검출한 3상 선로의 상전류들은 아날로그 디지털 변환부(92)에서 샘플링되어 디지털 이산값으로 각각 파라미터 연산부(93)로 인가된다.The phase currents of the three-phase line detected by the current sensor 91 are sampled by the analog-to-digital converter 92 and applied to the parameter calculator 93 as digital discrete values, respectively.

파라미터 연산부(93)는 영상분 전류 합산부(931), S-변환 연산부(932), 고조파 성분 연산부(933)를 포함할 수 있다. The parameter calculator 93 may include an image current adder 931, an S-conversion calculator 932, and a harmonic component calculator 933.

영상분 전류 합산부(931)는 각 상전류(Ia, Ib, Ic)로부터 영상분 전류(I0)를 획득한다. S-변환 연산부(932)는 영상분 전류(I0)에 대해 S-변환을 수행하여, 영상분 전류(I0)의 S-변환 S(τ,I0) 값을 출력하고, S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max), 기본 주파수와 최대 주파수의 차이값(f_fund-f_max)을 산출하여 출력할 수 있다. 고조파 성분 연산부(933)는 S-변환된 영상분 전류(I0)의 고조파 성분(h2 내지 hN)들을 연산하고, 연산된 고조파 성분들을 기초로, 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)의 평균값(AHV)과 2차 고조파 성분의 실효치(h2_rms)를 연산하여 출력한다.The image split current adder 931 obtains the image split current I 0 from each phase current I a , I b , I c . S- conversion-computing unit 932 to the image-minute current (I 0) to perform S- conversion, and outputs the converted image minutes S- S (τ, I 0) of the current (I 0) value, convert S- The maximum value I 0 _ max of the divided image current I 0 and the difference value f_fund-f_max between the fundamental frequency and the maximum frequency may be calculated and output. The harmonic component calculating unit 933 calculates the harmonic components h 2 to h N of the S-converted image current I 0 and based on the calculated harmonic components, from the fundamental wave h 1 to the Nth harmonic The average value AHV of the N harmonic components h k up to (h N ) and the effective value h 2 _rms of the second harmonic component are calculated and output.

판별 로직부(94)는 파라미터 연산부(93)에서 출력하는 각종 파라미터들, 즉 N개 고조파 성분들의 평균값(AHV), 2차 고조파 성분의 실효치(h2_rms), 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max), 기본 주파수와 최대 주파수의 차이값(f_fund-f_max)을 기초로 하여, 각각 외란의 원인을 변압기 가동, 1선 지락 고장, 불평형 부하, 컨버터 작동, 커패시터 스위칭 중 적어도 하나로 판별할 수 있다.The discrimination logic unit 94 is configured to determine various parameters output from the parameter calculating unit 93, that is, the average value AHV of the N harmonic components, the effective value h 2 _rms of the second harmonic component, and the image current I 0 . Based on the maximum value (I 0 _ max) and the difference between the fundamental frequency and the maximum frequency (f_fund-f_max), each of the causes of the disturbance may be at least one of transformer operation, one-wire ground fault, unbalanced load, converter operation, and capacitor switching. Can be determined.

구체적으로, 판별 로직부(94)는 먼저, 연속하는 두 개의 고조파 평균값의 샘플 값의 변화가 제1 문턱값 α보다 작으면 외란이 없는 것으로 보고 외란 원인의 판별을 하지 않는다.Specifically, the discrimination logic unit 94 first determines that there is no disturbance when the change in the sample value of two consecutive harmonic mean values is smaller than the first threshold value α, and does not determine the cause of the disturbance.

연속하는 두 개의 고조파 평균값의 샘플 값의 변화가 제1 문턱값 α보다 커서 외란이 있다고 판별할 경우에, 만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 크면, 판별 로직부(94)는 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별한다.If the change in the sample value of two consecutive harmonic mean values is larger than the first threshold value α, and it is determined that there is disturbance, the maximum value of the mean value up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is equal to the second value. If it is larger than the threshold β and the magnitude of the second harmonic component h 2 is larger than the third threshold γ, the discrimination logic section 94 determines the cause of the disturbance by the operation of the transformer.

판별 로직부(94)는, 만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별한다.The discrimination logic unit 94 determines that if the maximum value of the average value AHV up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, the magnitude of the second harmonic component h 2 is zero. If the maximum value I 0 _ max of the image-division current I 0 is larger than the fourth threshold value δ while being smaller than three thresholds γ, the cause of disturbance is determined as a one-line ground fault.

판별 로직부(94)는, 만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 작으면, 외란의 원인을 불평형 부하로 판별한다.The discrimination logic unit 94 determines that if the maximum value of the average value AHV up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, the magnitude of the second harmonic component h 2 is zero. If the maximum value I 0 _ max of the image-division current I 0 is smaller than the fourth threshold value δ while being smaller than the three threshold value γ, the cause of disturbance is determined as an unbalanced load.

판별 로직부(94)는, 만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 크면, 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별한다.The discrimination logic unit 94 determines that if the maximum value of the average value AHV up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency of the image current I 0 . If the difference between f_max and the fundamental frequency f_fund is greater than the fifth threshold ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation.

판별 로직부(94)는, 만약 S-변환된 영상분 전류의 7차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별한다.The discrimination logic unit 94 determines that if the maximum value of the average value AHV up to the seventh harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency of the image current I 0 . If the difference between f_max and the fundamental frequency f_fund is smaller than the fifth threshold ε, the cause of the disturbance is determined by capacitor switching.

선택적인 구성요소인 문턱값 결정부(95)는 제1 문턱값 α, 제2 문턱값 β, 제3 문턱값 γ, 제4 문턱값 δ, 제5 문턱값 ε를 외부의 설정에 따라, 또는 파라미터 연산부(93)에서 지속적으로 연산 및 누적되는 파라미터들의 분포에 기초하여 적응적으로 설정할 수 있다.The threshold determining unit 95, which is an optional component, may set the first threshold α, the second threshold β, the third threshold γ, the fourth threshold δ, and the fifth threshold ε according to an external setting, or The parameter calculator 93 may adaptively set the parameter based on the distribution of parameters that are continuously calculated and accumulated.

예를 들어, 문턱값 결정부(95)는 파라미터들의 분포를 분석하여 적어도 두 개의 그룹으로 군집화하고, 이후에 입력되는 파라미터들을 두 개의 그룹 중 어느 한쪽으로 안전하게 분류할 수 있는 값을 문턱값으로 결정할 수 있다.For example, the threshold determination unit 95 analyzes the distribution of parameters and clusters them into at least two groups, and determines a value that can safely classify the input parameters into one of the two groups as a threshold. Can be.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이와 균등하거나 또는 등가적인 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only in accordance with the following claims, and all of the equivalent or equivalent variations will fall within the scope of the present invention.

90 전력 품질 외란 원인 판별 장치
91 전류 센서들 92 아날로그 디지털 변환부
93 파라미터 연산부 94 판별 로직부
95 문턱값 결정부90 Power quality disturbance cause determination device
91 Current sensors 92 Analog-to-digital converter
93 Parameter calculation section 94 Discrimination logic section
95 threshold determination unit

Claims (17)

3상 선로의 단상 전류들로부터 얻은 영상분 전류 I0에 관하여 S-변환한 S(τ, I0)를 연산하는 단계;
영상분 전류 I0의 S-변환 결과 S(τ, I0)에 기초하여 기본파(h1)와, 2차 고조파(h2)부터 N차 고조파(hN)까지 고조파 성분 hk(2≤k≤N, N≥2)을 각각 획득하는 단계;
상기 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)로부터 고조파 평균 값(AHV, Average of Harmonics Value)을 연산하는 단계; 및
고조파 평균 값(AHV)의 통계적 특성에 따라, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하거나 또는 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계를 포함하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.Calculating S-converted S (τ, I 0 ) with respect to the image current I 0 obtained from the single-phase currents of the three-phase line;
Based on the S-conversion result S (τ, I 0 ) of the image split current I 0 , the harmonic components h k (2) from the fundamental harmonic (h 1 ) and the second harmonic (h 2 ) to the Nth harmonic (h N ) Acquiring ≦ k ≦ N and N ≧ 2), respectively;
Calculating an average harmonic value (AHV) from the N harmonic components h k from the fundamental wave h 1 to the N th harmonic h N ; And
According to the statistical characteristics of the harmonic mean value (AHV), determining the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, unequal load, or determining that it is one of capacitor switching or converter operation. How to determine the cause. 청구항 1에 있어서,
고조파 평균 값(AHV)의 연속하는 두 샘플의 크기의 차이를 제1 문턱값 α에 비교하는 단계를 더 포함하며,
상기 고조파 평균 값(AHV)의 연속하는 두 샘플의 크기의 차이가 상기 제1 문턱값 α보다 더 클 경우에만 상기 외란의 원인을 판별하는 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.The method according to claim 1,
Comparing the difference in magnitude of two consecutive samples of the harmonic mean value AHV to the first threshold α,
And determining the cause of the disturbance only when the difference between the magnitudes of two consecutive samples of the harmonic mean value AHV is greater than the first threshold value α. . 청구항 1에 있어서, 상기 고조파 평균 값(AHV)의 통계적 특성에 따라, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하거나 또는 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계는,
상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계; 및
상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.The method of claim 1, wherein the determining of the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, unbalanced load, or one of capacitor switching or converter operation according to the statistical characteristic of the harmonic mean value AHV is performed. ,
If the maximum value of the harmonic average value AHV is greater than a second threshold value, determining the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, and inequality load; And
Determining the cause of the disturbance as one of capacitor switching or converter operation if the maximum value of the harmonic mean value AHV is less than a second threshold value β. . 청구항 3에 있어서, 상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계는,
상기 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)를 제3 문턱값 γ에 비교하는 단계;
만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하는 단계; 및
만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 작으면, 1선 지락 고장 또는 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.The method according to claim 3, wherein if the maximum value of the harmonic mean value (AHV) is greater than the second threshold β, determining the cause of the disturbance as one of ground fault failure, transformer operation, unequal load,
Comparing the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current to a third threshold γ;
If the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is greater than the third threshold γ, determining the cause of the disturbance by operating the transformer; And
If the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is less than the third threshold γ, discriminating one of the ground fault failure or an unbalanced load. Cause determination method of power quality disturbance to assume. 청구항 4에 있어서, 상기 만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 작으면, 1선 지락 고장 또는 불평등 부하 중의 하나로 판별하는 단계는,
영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)을 제4 문턱값 δ에 비교하는 단계; 및
만약 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)이 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.The method according to claim 4, wherein if the effective value (h 2 _rms) of the second harmonic (h 2 ) of the S-converted image current is less than the third threshold γ, it is determined as one of ground fault failure or unbalanced load. The steps are,
Comparing the maximum value I 0 _ max of the magnitude of the image split current I 0 to the fourth threshold δ; And
If the maximum value (I 0 _ max) of the magnitude of the image current (I 0 ) is greater than the fourth threshold δ, determining the cause of the disturbance as a 1-line ground fault, and otherwise determining the cause of the disturbance as an unbalanced load. Cause determination method of the power quality disturbances, characterized in that it comprises a. 청구항 3에 있어서, 상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하는 단계는,
S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이를 제5 문턱값 ε에 비교하는 단계; 및
만약 S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이가 제5 문턱값 ε보다 크면 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.The method of claim 3, wherein if the maximum value of the harmonic mean value AHV is less than a second threshold β, determining the cause of the disturbance as one of capacitor switching or converter operation,
Comparing the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 to the fifth threshold ε; And
If the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 is greater than the fifth threshold value ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation. The method of determining the cause of power quality disturbances comprising the step of determining by the capacitor switching. 3상 선로의 단상 전류들로부터 얻은 영상분 전류 I0에 관하여 S-변환한 S(τ, I0)를 연산하는 단계;
영상분 전류 I0의 S-변환 결과 S(τ, I0)에 기초하여 기본파(h1)와, 2차 고조파(h2)부터 N차 고조파(hN)까지 고조파 성분 hk(2≤k≤N, N≥2)을 각각 획득하는 단계;
상기 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)로부터 고조파 평균 값(AHV)을 연산하는 단계;
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하는 단계;
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하는 단계;
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 작으면, 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하는 단계;
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 크면, 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하는 단계; 및
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하는 단계를 포함하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.Calculating S-converted S (τ, I 0 ) with respect to the image current I 0 obtained from the single-phase currents of the three-phase line;
Based on the S-conversion result S (τ, I 0 ) of the image split current I 0 , the harmonic components h k (2) from the fundamental harmonic (h 1 ) and the second harmonic (h 2 ) to the Nth harmonic (h N ) Acquiring ≦ k ≦ N and N ≧ 2), respectively;
Calculating a harmonic mean value AHV from the N harmonic components h k from the fundamental wave h 1 to the N th harmonic h N ;
If the maximum value of the average value up to the Nth harmonic components of the S-converted image current is larger than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is larger than the third threshold γ, the cause of disturbance may be caused. Determining that the transformer is running;
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is greater than the fourth threshold value δ, determining the cause of the disturbance as a one-line ground fault;
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is smaller than the fourth threshold δ, determining the cause of the disturbance as an unbalanced load;
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund Determining the cause of the disturbance by the operation of the converter when the difference value of?) Is greater than the fifth threshold value? And
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund And determining the cause of the disturbance by switching the capacitor, if the difference value is less than the fifth threshold value ε. 청구항 1 내지 청구항 7 중의 어느 한 청구항에 있어서, N = 7인 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란의 원인 판별 방법.The method of determining the cause of power quality disturbance according to any one of claims 1 to 7, wherein N = 7. 3상 선로의 각각에서 상전류의 위상과 크기를 검출하는 전류 센서;
검출된 상전류(Ia, Ib, Ic)로부터 영상분 전류 I0를 획득하고, 영상분 전류 I0에 대해 S-변환을 수행하여 영상분 전류(I0)의 S-변환 S(τ,I0) 값을 출력하고, S-변환된 영상분 전류(I0)의 고조파 성분(h2 내지 hN)들을 기초로 기본파(h1)부터 N차 고조파(hN)까지의 N 개의 고조파 성분들(hk)의 평균값(AHV)과 2차 고조파 성분의 실효치(h2_rms)를 연산하여 출력하며, S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max), 기본 주파수와 최대 주파수의 차이값(f_fund-f_max)을 산출하는 파라미터 연산부; 및
N개 고조파 성분들의 평균값(AHV), 2차 고조파 성분의 실효치(h2_rms), 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max), 기본 주파수와 최대 주파수의 차이값(f_fund-f_max)을 기초로, 각각 외란의 원인을 변압기 가동, 1선 지락 고장, 불평형 부하, 컨버터 작동, 커패시터 스위칭 중 적어도 하나로 판별하는 판별 로직부를 포함하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.A current sensor for detecting the phase and magnitude of the phase current in each of the three phase lines;
An image current I 0 is obtained from the detected phase currents I a , I b , I c , and an S-conversion is performed on the image current I 0 to perform an S-conversion S (τ) of the image current I 0 . , I 0) outputs a value, S- and N-converted image to the minute current (I 0) of the harmonic component (h to 2 h N) on the basis of the fundamental wave (h 1) from the N-th harmonic (h N) of The average value (AHV) of the two harmonic components (h k ) and the effective value (h 2 _rms) of the second harmonic component are calculated and output, and the maximum value (I 0 _ max) of the S-converted image current (I 0 ) A parameter calculator calculating a difference value f_fund-f_max between the fundamental frequency and the maximum frequency; And
Average value of N harmonic components (AHV), effective value of second harmonic component (h 2 _rms), maximum value of image current (I 0 ) (I 0 _ max), difference between fundamental frequency and maximum frequency (f_fund-f_max) Power quality disturbance cause determination device comprising a discrimination logic unit for determining the cause of the disturbance by at least one of transformer operation, 1-wire ground fault, unbalanced load, converter operation, and capacitor switching. 청구항 9에 있어서, 상기 판별 로직부는
상기 고조파 평균 값(AHV)의 연속하는 두 샘플의 크기의 차이가 제1 문턱값 α보다 더 클 경우에만 상기 외란의 원인을 판별하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.The method of claim 9, wherein the determination logic unit
And determining the cause of the disturbance only when the difference between the magnitudes of two consecutive samples of the harmonic mean value AHV is greater than a first threshold value α. 청구항 9에 있어서, 상기 판별 로직부는
상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장, 변압기 가동, 불평등 부하 중의 하나로 판별하고,
상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭 또는 컨버터 작동 중의 하나인 것으로 판별하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.The method of claim 9, wherein the determination logic unit
If the maximum value of the harmonic mean value (AHV) is greater than the second threshold value β, the cause of the disturbance is determined as one of ground fault failure, transformer operation, and unequal load,
And determine that the cause of the disturbance is one of capacitor switching or converter operation if the maximum value of the harmonic average value AHV is smaller than the second threshold value β. 청구항 11에 있어서, 상기 판별 로직부는
상기 고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 클 경우에, 상기 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)를 제3 문턱값 γ에 추가로 비교하고,
만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하고, 그렇지 않으면 1선 지락 고장 또는 불평등 부하 중의 하나로 판별하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.The method of claim 11, wherein the determination logic unit
When the maximum value of the harmonic mean value AHV is greater than a second threshold β, the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted current divided by the third threshold value γ In addition to
If the effective value (h 2 _rms) of the second harmonic (h 2 ) of the S-converted image current is greater than the third threshold value γ, the cause of the disturbance is determined by the operation of the transformer, otherwise, one-wire ground fault or inequality Power quality disturbance cause determination device, characterized in that the operation to determine one of the load. 청구항 12에 있어서, 상기 판별 로직부는
만약 S-변환된 영상분 전류의 2차 고조파(h2)의 실효치(h2_rms)가 제3 문턱값 γ보다 작으면, 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)을 제4 문턱값 δ에 추가로 비교하고,
만약 영상분 전류(I0) 크기의 최대값(I0_max)이 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.The method of claim 12, wherein the determination logic unit
If the effective value h 2 _rms of the second harmonic h 2 of the S-converted image current is less than the third threshold γ, the maximum value I 0 _ max of the magnitude of the image current I 0 is determined. Further compare to a fourth threshold δ,
If the maximum value (I 0 _ max) of the magnitude of the image current (I 0 ) is larger than the fourth threshold value δ, the cause of the disturbance is determined as a one-line ground fault, otherwise the operation of the disturbance is determined as an unbalanced load. Power quality disturbance cause determination device, characterized in that. 청구항 11에 있어서, 상기 판별 로직부는
고조파 평균 값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작으면, S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이를 제5 문턱값 ε에 추가로 비교하고,
만약 S-변환된 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이가 제5 문턱값 ε보다 크면 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하고, 그렇지 않으면 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.The method of claim 11, wherein the determination logic unit
If the maximum value of the harmonic mean value AHV is less than the second threshold β, the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 is determined by the fifth threshold value ε. In addition to
If the difference between the maximum frequency f_max and the fundamental frequency f_fund of the S-converted image current I 0 is greater than the fifth threshold value ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation. Power quality disturbance cause determination device, characterized in that it is operable to determine by switching the capacitor. 청구항 9에 있어서, 상기 판별 로직부는,
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 크면, 외란의 원인을 변압기 가동으로 판별하고,
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 크면, 외란의 원인을 1선 지락 고장으로 판별하며,
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 크고, 2차 고조파 성분 h2의 크기가 제3 문턱값 γ보다 작으면서, 영상분 전류(I0)의 최대값(I0_max)가 제4 문턱값 δ보다 작으면, 외란의 원인을 불평형 부하로 판별하고,
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 크면, 외란의 원인을 컨버터 작동으로 판별하며,
만약 S-변환된 영상분 전류의 N차 고조파 성분들까지의 평균값(AHV)의 최대값이 제2 문턱값 β보다 작고, 영상분 전류(I0)의 최대 주파수(f_max)와 기본 주파수(f_fund)의 차이값이 제5 문턱값 ε보다 작으면, 외란의 원인을 커패시터 스위칭으로 판별하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.The method of claim 9, wherein the determination logic unit,
If the maximum value of the average value up to the Nth harmonic components of the S-converted image current is larger than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is larger than the third threshold γ, the cause of disturbance may be caused. Judging by transformer operation,
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is greater than the fourth threshold δ, the cause of the disturbance is determined as a one-line ground fault,
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is greater than the second threshold β, and the magnitude of the second harmonic component h 2 is smaller than the third threshold γ, If the maximum value I 0 _ max of the image split current I 0 is smaller than the fourth threshold δ, the cause of the disturbance is determined as an unbalanced load,
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund If the difference of) is greater than the fifth threshold ε, the cause of the disturbance is determined by the converter operation.
If the maximum value of the average value AHV to the Nth harmonic components of the S-converted image current is less than the second threshold β, the maximum frequency f_max of the image current I 0 and the fundamental frequency f_fund And a difference value of?) Is smaller than the fifth threshold value?, The power quality disturbance cause determination device, characterized in that it is operable to determine the cause of the disturbance by switching the capacitor. 청구항 9 내지 청구항 15 중의 어느 한 청구항에 있어서, N = 7인 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.The power quality disturbance cause discrimination apparatus according to any one of claims 9 to 15, wherein N = 7. 청구항 15에 있어서,
상기 파라미터 연산부에서 연산되는 파라미터들의 분포에 기초하여 제2 문턱값 β, 제3 문턱값 γ, 제4 문턱값 δ, 제5 문턱값 ε 중 적어도 하나를 적응적으로 설정하는 문턱값 설정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 품질 외란 원인 판별 장치.16. The method of claim 15,
The apparatus further includes a threshold setting unit configured to adaptively set at least one of a second threshold β, a third threshold γ, a fourth threshold δ, and a fifth threshold ε based on a distribution of parameters calculated by the parameter calculator. Power quality disturbance cause determination device, characterized in that.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103995178A (en) * 2014-05-20 2014-08-20 江苏大学 Voltage sag detection method for S-transformation on basis of time-frequency gathering characteristic criteria
CN104749460A (en) * 2015-03-04 2015-07-01 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 S-transformation based power grid low-frequency oscillation visualization monitoring method
CN107392090A (en) * 2017-06-05 2017-11-24 国网新疆电力公司经济技术研究院 Optimize Classification of Power Quality Disturbances device ELM method
CN108919008A (en) * 2018-07-16 2018-11-30 华北电力大学（保定） One kind being based on the online electrical energy power quality disturbance recognition methods of time-frequency database and system
CN109034277A (en) * 2018-09-17 2018-12-18 吉林大学 Power Quality Disturbance Classification Method based on multi-feature fusion and system
CN109374997A (en) * 2018-09-03 2019-02-22 三峡大学 Hybrid power system duration power quality disturbances and appraisal procedure based on VMD initialization S-transformation
CN110988602A (en) * 2019-12-25 2020-04-10 青岛科技大学 S-transformation-based traveling wave protection method for hybrid direct current transmission line
CN111308234A (en) * 2019-12-09 2020-06-19 国网青海省电力公司 Method for extracting S-transform power quality disturbance characteristics of Blackman window and window width ratio
CN116304646A (en) * 2023-05-18 2023-06-23 杭州易龙防雷科技有限公司 Intelligent control method and device of surge protector and electronic equipment
CN116465623A (en) * 2023-05-10 2023-07-21 安徽大学 Gearbox service life prediction method based on sparse converter
CN116683411A (en) * 2023-08-01 2023-09-01 华北电力大学 Alternating current line protection method and system and electronic equipment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080074441A (en) * 2007-02-09 2008-08-13 김영일 Method for diagnosis and analysis of electric power quality using artificial intelligence
KR20100133571A (en) * 2009-06-12 2010-12-22 연세대학교 산학협력단 Method and system for measuring of power quality
KR20110115945A (en) * 2010-04-16 2011-10-24 삼성전기주식회사 Apparatus and method for controling power quality of power generation system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080074441A (en) * 2007-02-09 2008-08-13 김영일 Method for diagnosis and analysis of electric power quality using artificial intelligence
KR20100133571A (en) * 2009-06-12 2010-12-22 연세대학교 산학협력단 Method and system for measuring of power quality
KR20110115945A (en) * 2010-04-16 2011-10-24 삼성전기주식회사 Apparatus and method for controling power quality of power generation system

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103995178A (en) * 2014-05-20 2014-08-20 江苏大学 Voltage sag detection method for S-transformation on basis of time-frequency gathering characteristic criteria
CN104749460A (en) * 2015-03-04 2015-07-01 广东电网有限责任公司电力调度控制中心 S-transformation based power grid low-frequency oscillation visualization monitoring method
CN107392090A (en) * 2017-06-05 2017-11-24 国网新疆电力公司经济技术研究院 Optimize Classification of Power Quality Disturbances device ELM method
CN108919008A (en) * 2018-07-16 2018-11-30 华北电力大学（保定） One kind being based on the online electrical energy power quality disturbance recognition methods of time-frequency database and system
CN108919008B (en) * 2018-07-16 2021-02-19 华北电力大学（保定） Online power quality disturbance identification method and system based on time-frequency database
CN109374997B (en) * 2018-09-03 2020-07-28 三峡大学 Hybrid power system power quality disturbance detection and evaluation method based on VMD initialization S conversion
CN109374997A (en) * 2018-09-03 2019-02-22 三峡大学 Hybrid power system duration power quality disturbances and appraisal procedure based on VMD initialization S-transformation
CN109034277A (en) * 2018-09-17 2018-12-18 吉林大学 Power Quality Disturbance Classification Method based on multi-feature fusion and system
CN111308234A (en) * 2019-12-09 2020-06-19 国网青海省电力公司 Method for extracting S-transform power quality disturbance characteristics of Blackman window and window width ratio
CN110988602A (en) * 2019-12-25 2020-04-10 青岛科技大学 S-transformation-based traveling wave protection method for hybrid direct current transmission line
CN110988602B (en) * 2019-12-25 2021-10-29 青岛科技大学 S-transformation-based traveling wave protection method for hybrid direct current transmission line
CN116465623A (en) * 2023-05-10 2023-07-21 安徽大学 Gearbox service life prediction method based on sparse converter
CN116465623B (en) * 2023-05-10 2023-09-19 安徽大学 Gearbox service life prediction method based on sparse converter
CN116304646A (en) * 2023-05-18 2023-06-23 杭州易龙防雷科技有限公司 Intelligent control method and device of surge protector and electronic equipment
CN116304646B (en) * 2023-05-18 2023-10-10 杭州易龙防雷科技有限公司 Intelligent control method and device of surge protector and electronic equipment
CN116683411A (en) * 2023-08-01 2023-09-01 华北电力大学 Alternating current line protection method and system and electronic equipment
CN116683411B (en) * 2023-08-01 2023-09-29 华北电力大学 Alternating current line protection method and system and electronic equipment

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