KR101482459B1 - 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

급전원 훈련 시뮬레이팅 장치는 상기 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치에 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS) 실측 데이터를 로딩하는 EMS 실측 데이터 로더와, 로딩된 EMS 실측 데이터에서 발전기 출력을 조정하여 조류를 계산하고, 계산된 조류가 수렴하는지에 기초하여 초기화된 EMS 실측 데이터를 생성하는 EMS 실측 데이터 초기화부와, 상기 초기화된 EMS 실측 데이터에 기초하여 급전원 훈련 시뮬레이션을 제공하는 급전원 훈련 시뮬레이션 제공부를 포함한다.

Description

급전원 훈련 시뮬레이팅 장치 및 그 동작 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISPATCHER TRAINING SIMULATING}
본 발명은 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
전력 수요의 급증으로 인하여 송전 설비는 지속적으로 확충되고 있으며 송전 계통 망의 복잡한 연결과 변전소 내 Topology 다양화로 인하여 전력 계통 운영 업무의 복잡성은 날이 갈수록 심화되고 있다. 또한, 안정적인 전력공급에 대한 요구가 증대되고 있으며 전력계통의 복잡화 및 수요 증대에 따른 전압 붕괴, 발전기 탈락 등 전력계통 불안정 사고 발생의 위험성이 높아 지고 있다. 이러한 상황에서 에너리 관리 시스템 급전원(energy management system dispatcher, EMS dispatcher)의 조작 오류가 발생하면 사고가 확산될 수 있으며 전력 공급의 지장으로 인하여 상당한 규모의 사회적 손실이 생겨날 수 있다. 따라서 전력 계통의 안정적인 운전을 위하여 급전원의 체계적인 훈련이 필요하며 정상 운영시, 사고 발생시, 복구 조작시 등에 대한 반복적인 훈련이 필요하다.
급전원 훈련 시뮬레이터(Dispatcher Training Simulator, DTS)는 기본적으로 EMS 급전원의 훈련을 위하여 개발되었으며 EMS와 동일한 운영기능, 화면을 제공하고 전력 계통을 시뮬레이션할 수 있는 기능을 제공한다.
급전원 훈련 시뮬레이터는 EMS 시스템에서 실제 측정되어 데이터베이스에 저장된 데이터를 파일로 저장하여 사용하게 되는데 실제 측정된 데이터에는 통신 네트워크 및 통신 취득 장치의 오류로 인하여 많은 오류를 가지게 된다. 실제, 저장된 파일의 70%는 오류로 인하여 시뮬레이터에서 사용이 불가하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실제 측정된 오류 데이터를 보정하여 EMS 실측 데이터의 이용률을 높이는 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치는 상기 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치에 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS) 실측 데이터를 로딩하는 EMS 실측 데이터 로더; 로딩된 EMS 실측 데이터에서 발전기 출력을 조정하여 조류를 계산하고, 계산된 조류가 수렴하는지에 기초하여 초기화된 EMS 실측 데이터를 생성하는 EMS 실측 데이터 초기화부; 및 상기 초기화된 EMS 실측 데이터에 기초하여 급전원 훈련 시뮬레이션을 제공하는 급전원 훈련 시뮬레이션 제공부를 포함한다.
상기 EMS 실측 데이터 초기화부는 상기 발전기 출력을 조정하여 상기 로딩된 EMS 실측 데이터를 수정하는 발전기 출력 조정부; 수정된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크하는 토폴로지 처리부; 상기 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태, 조정된 발전기 출력에 기초하여 조류(power flow) 데이터를 계산하는 조류 계산부; 수렴하는 조류 데이터에 해당하는 수정된 EMS 실측 데이터를 상기 초기화된 EMS 실측 데이터로 생성하는 조류 데이터 확인부를 포함할 수 있다.
상기 EMS 실측 데이터 초기화부는 상기 로딩된 EMS 실측 데이터에서 발전기 파라미터를 조정하여 상기 로딩된 EMS 실측 데이터를 수정하는 발전기 파라미터 조정부를 더 포함할 수 있다.
상기 발전기 파라미터는 상기 발전기 출력의 상한 값과 하한 값을 포함할 수 있다.
상기 발전기 출력 조정부는 부하 값 및 전력 손실을 고려하여 상기 발전기 출력을 조정할 수 있다.
상기 조류 계산부는 상기 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태, 조정된 발전기 출력, 상기 부하 값에 기초하여 조류 데이터를 계산할 수 있다.
상기 급전원 훈련 시뮬레이션 제공부는 운영자로부터 훈련 시나리오 데이터를 수신하는 시나리오 처리부; 상기 초기화된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크하는 토폴로지 처리부; 상기 훈련 시나리오 데이터, 상기 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태, 발전기 출력, 부하 값에 기초하여 조류 데이터를 계산하는 조류 계산부; 상기 조류 데이터에 기초하여 다음의 전력 모델을 계산하는 전력 모델 계산부를 포함할 수 있다.
상기 조류 데이터에 기초하여 송전 네트워크 토폴로지 상태를 변경하는 토폴로지 상태 변경부를 더 포함할 수 있다.
토폴로지 상태가 변경되지 않으면 상기 전력 모델 계산부는 상기 조류 데이터에 기초하여 다음의 전력 모델을 계산할 수 있다.
실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치는 실제 측정된 오류 데이터를 보정하여 EMS 실측 데이터의 이용률을 증가시킨다. 특히, 실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치는 80% 이상까지 EMS 실측 데이터의 이용률을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치의 블록도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
이하, 본 발명과 관련된 실시예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이하에서는 도 1 내지 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치(dispatcher traning simulating device)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치의 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치(100)는 EMS 실측 데이터 수신부(EMS actual measurement data loader)(110), EMS 실측 데이터 로더(EMS actual measurement data loader)(130), EMS 실측 데이터 초기화부(EMS actual measurement data initiator)(150), 급전원 훈련 시뮬레이션 제공부(170), 디스플레이 패널(190)을 포함한다.
EMS 실측 데이터 수신부(110)는 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS)으로부터 EMS 실측 데이터를 수신한다.
EMS 실측 데이터 로더(130)는 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치(100)에 EMS 실측 데이터를 로딩한다.
EMS 실측 데이터 초기화부(150)는 로딩된 EMS 실측 데이터를 초기화하여 초기화된 EMS 실측 데이터를 출력한다.
EMS 실측 데이터 초기화부(150)는 발전기 파라미터 조정부(151), 발전기 출력 조정부(153), 토폴로지 처리부(topology processor)(155), 조류 계산부(power flow calculator)(157), 조류 데이터 확인부(power flow data checker)(159)를 포함한다.
EMS 실측 데이터 수신부(EMS actual measurement data loader)(110)는 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS)으로부터 EMS 실측 데이터를 수신한다.
EMS 실측 데이터 로더(EMS actual measurement data loader)(130)는 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치(100)에 EMS 실측 데이터를 로딩한다.
발전기 파라미터 조정부(151)는 로딩된 EMS 실측 데이터에서 발전기의 파라미터를 조정하여 EMS 실측 데이터를 수정한다.
발전기 출력 조정부(153)는 로딩된 EMS 실측 데이터에서 전력 수급 불균형 해소를 위하여 부하 값 및 전력 손실을 고려하여 발전기 출력을 조정하여 EMS 실측 데이터를 수정한다.
토폴로지 처리부(topology processor)(155)는 발전기 파라미터 조정부(151)와 발전기 출력 조정부(153)에서 수정된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크한다.
조류 계산부(power flow calculator)(157)는 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태, 조정된 발전기 출력, 부하 값에 기초하여 조류(power flow) 데이터를 계산한다.
조류 데이터 확인부(power flow data checker)(159)는 계산된 조류 데이터가 수렴하는지를 체크한다.
급전원 훈련 시뮬레이션 제공부(170)는 EMS 실측 데이터 초기화부(150)의 초기화된 EMS 실측 데이터에 기초하여 급전원 훈련 시뮬레이션을 제공한다.
급전원 훈련 시뮬레이션 제공부(170)는 시나리오 처리부(scenario processor)(171), 토폴로지 처리부(topology processor)(172), 조류 계산부(power flow calculator)(174), 토폴로지 상태 변경부(175), 전력 모델 계산부(177)를 포함한다.
시나리오 처리부(scenario processor)(171)는 운영자로부터 훈련 시나리오 데이터를 수신한다.
토폴로지 처리부(topology processor)(172)는 초기화된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크한다.
조류 계산부(power flow calculator)(174)는 훈련 시나리오 데이터, 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태, 발전기의 출력, 부하 값에 기초하여 조류(power flow) 데이터를 계산한다.
토폴로지 상태 변경부(175)는 계산된 조류 데이터에 기초하여 송전 네트워크 토폴로지 상태를 변경한다.
토폴로지 상태 변경부(175)는 토폴로지 상태가 변경되었는지를 확인한다.
전력 모델 계산부(177)은 계산된 조류 데이터에 기초하여 다음 스텝의 전력 모델을 계산한다.
도 1의 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치(100)의 구성 요소들에 대하여는 도 2를 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치의 동작을 보여주는 흐름도이다.
EMS 실측 데이터 수신부(EMS actual measurement data loader)(110)는 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS)으로부터 EMS 실측 데이터를 수신한다(S110).
EMS 실측 데이터 로더(EMS actual measurement data loader)(130)는 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치(100)에 EMS 실측 데이터를 로딩한다(S130).
발전기 파라미터 조정부(151)는 로딩된 EMS 실측 데이터에서 발전기의 파라미터를 조정하여 EMS 실측 데이터를 수정한다(S151). 발전기 파라미터 조정부(151)는 발전기의 파라미터로서 발전기 출력의 상한 값과 하한 값을 조정할 수 있다.
발전기 출력 조정부(153)는 로딩된 EMS 실측 데이터에서 전력 수급 불균형 해소를 위하여 부하 값 및 전력 손실을 고려하여 발전기 출력을 조정하여 EMS 실측 데이터를 수정한다(S153).
토폴로지 처리부(topology processor)(155)는 발전기 파라미터 조정부(151)와 발전기 출력 조정부(153)에서 수정된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크한다(S155).
조류 계산부(power flow calculator)(157)는 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태, 조정된 발전기 출력, 부하 값에 기초하여 조류(power flow) 데이터를 계산한다(S157).
조류 데이터 확인부(power flow data checker)(159)는 계산된 조류 데이터가 수렴하는지를 체크하여, 계산된 조류 데이터가 수렴하면 현재의 수정된 EMS 실측 데이터를 초기화된 EMS 실측 데이터로서 급전원 훈련 시뮬레이션 제공부(150)에 출력하고(S159), 계산된 조류 데이터가 발산하면 현재의 수정된 EMS 실측 데이터를 발전기 출력 조정부(153)에 출력한다.
시나리오 처리부(scenario processor)(171)는 운영자로부터 훈련 시나리오 데이터를 수신한다(S171). 이때, 훈련 시나리오 데이터는 하나 이상의 훈련 이벤트, 하나 이상의 훈련 이벤트를 위한 시간, 하나 이상의 훈련 이벤트를 위한 조건을 포함할 수 있다. 훈련 이벤트는 발전기 출력의 변화, 또는 부하의 변화 등에 해당할 수 있다.
토폴로지 처리부(topology processor)(172)는 초기화된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크한다(S172).
조류 계산부(power flow calculator)(174)는 훈련 시나리오 데이터, 현재의 송전 네트워크 토폴로지 상태, 발전기의 출력, 부하 값에 기초하여 조류(power flow) 데이터를 계산한다(S174).
토폴로지 상태 변경부(175)는 계산된 조류 데이터에 기초하여 송전 네트워크 토폴로지 상태를 변경한다(S175). 이때, 토폴로지 상태 변경부(155)는 계산된 조류 데이터에 기초하여 계전기 상태 변경 조건, 변압기 탭 상태 변경 조건을 판단하여, 계전기 상태 변경 조건이 만족되면 계전기의 상태를 변경하고, 변압기 탭 상태 변경 조건이 만족되면 변압기 탭의 상태를 변경한다.
토폴로지 상태 변경부(175)는 토폴로지 상태가 변경되었는지를 확인한다(S176). 토폴로지 상태가 변경되었으면, 토폴로지 상태 변경부(175)는 토폴로지 상태 변경 정보를 토폴로지 처리부(topology processor)(172)로 출력한다. 토폴로지 상태가 변경되지 않았으면, 토폴로지 상태 변경부(175)는 계산된 조류 데이터를 전력 모델 계산부(177)로 출력한다.
전력 모델 계산부(177)은 계산된 조류 데이터에 기초하여 다음 스텝의 전력 모델을 계산한다(S177). 다음 스텝의 전력 모델은 다음 스텝의 부하 값, 다음 스텝의 발전기 출력, 다음 스텝의 송전 네트워크 모델을 포함할 수 있다. 다음 스텝의 송전 네트워크 모델은 송전 설비에 관한 다음 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
상기와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (7)

  1. 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치에 있어서,
    상기 급전원 훈련 시뮬레이팅 장치에 에너지 관리 시스템(energy management system, EMS) 실측 데이터를 로딩하는 EMS 실측 데이터 로더;
    로딩된 EMS 실측 데이터에서 발전기 출력을 조정하여 조류를 계산하고, 계산된 조류가 수렴하는지에 기초하여 초기화된 EMS 실측 데이터를 생성하는 EMS 실측 데이터 초기화부; 및
    상기 초기화된 EMS 실측 데이터에 기초하여 급전원 훈련 시뮬레이션을 제공하는 급전원 훈련 시뮬레이션 제공부를 포함하는
    급전원 훈련 시뮬레이팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 EMS 실측 데이터 초기화부는
    상기 발전기 출력을 조정하여 상기 로딩된 EMS 실측 데이터를 수정하는 발전기 출력 조정부;
    수정된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크하는 토폴로지 처리부;
    상기 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태, 조정된 발전기 출력에 기초하여 조류(power flow) 데이터를 계산하는 조류 계산부;
    수렴하는 조류 데이터에 해당하는 수정된 EMS 실측 데이터를 상기 초기화된 EMS 실측 데이터로 생성하는 조류 데이터 확인부를 포함하는
    급전원 훈련 시뮬레이팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 EMS 실측 데이터 초기화부는
    상기 로딩된 EMS 실측 데이터에서 발전기 파라미터를 조정하여 상기 로딩된 EMS 실측 데이터를 수정하는 발전기 파라미터 조정부를 더 포함하는
    급전원 훈련 시뮬레이팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발전기 파라미터는 상기 발전기 출력의 상한 값과 하한 값을 포함하는
    급전원 훈련 시뮬레이팅 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발전기 출력 조정부는 부하 값 및 전력 손실을 고려하여 상기 발전기 출력을 조정하고,
    상기 조류 계산부는 상기 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태, 조정된 발전기 출력, 상기 부하 값에 기초하여 조류 데이터를 계산하는
    급전원 훈련 시뮬레이팅 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 급전원 훈련 시뮬레이션 제공부는
    운영자로부터 훈련 시나리오 데이터를 수신하는 시나리오 처리부;
    상기 초기화된 EMS 실측 데이터를 분석하여 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태를 체크하는 토폴로지 처리부;
    상기 훈련 시나리오 데이터, 상기 현재 송전 네트워크 토폴로지 상태, 발전기 출력, 부하 값에 기초하여 조류 데이터를 계산하는 조류 계산부;
    상기 조류 데이터에 기초하여 다음의 전력 모델을 계산하는 전력 모델 계산부를 포함하는
    급전원 훈련 시뮬레이팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조류 데이터에 기초하여 송전 네트워크 토폴로지 상태를 변경하는 토폴로지 상태 변경부를 더 포함하고,
    토폴로지 상태가 변경되지 않으면 상기 전력 모델 계산부는 상기 조류 데이터에 기초하여 다음의 전력 모델을 계산하는
    급전원 훈련 시뮬레이팅 장치.
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