KR101545143B1 - Auto Generation Control Method based on maximum power transmission - Google Patents

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KR101545143B1
KR101545143B1 KR1020130142769A KR20130142769A KR101545143B1 KR 101545143 B1 KR101545143 B1 KR 101545143B1 KR 1020130142769 A KR1020130142769 A KR 1020130142769A KR 20130142769 A KR20130142769 A KR 20130142769A KR 101545143 B1 KR101545143 B1 KR 101545143B1
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Abstract

본 발명은 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전력 계통의 안정도를 향상시킬 수 있는 효율적인 자동 발전 제어가 가능한 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전력 계통에 연계되는 복수 개의 발전기에 대한 자동 발전 제어 방법에 있어서, (a) 미리 결정된 시간 간격으로 계통 주파수 측정값을 전송받는 단계; (b) 상기 계통 주파수 측정값과 미리 결정된 계통 주파수 값을 이용하여 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량을 산출하는 단계; 및 (c) 상기 산출된 추가 발전 용량을 이용하여 상기 복수 개의 발전기 각각의 동작을 위한 제어치를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계에서 상기 제어치는 상기 복수 개의 발전기 각각이 연계되는 송전 선로의 한계 송전 용량에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 복수 개의 발전기 각각에 연계되는 송전 선로의 한계 용량을 고려하여 자동 발전 제어를 위한 복수 개의 발전기의 동작 제어치를 생성할 수 있으므로 전력 계통의 안전도 저하를 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention relates to an automatic power generation control method that considers power transmission limits. And more particularly, to an automatic power generation control method that considers power transmission limits capable of efficient power generation control that can improve the stability of a power system. The present invention relates to an automatic power generation control method for a plurality of generators associated with a power system, the method comprising: (a) receiving a grid frequency measurement value at a predetermined time interval; (b) calculating additional power generation capacity according to a change in the grid frequency using the grid frequency measurement value and a predetermined grid frequency value; And (c) generating a control value for operation of each of the plurality of generators by using the calculated additional generating capacity, wherein in the step (c), the control value is transmitted to the power transmission line Is determined according to the limit transmission capacity of the control unit. According to the present invention, since the operation control values of the plurality of generators for automatic power generation control can be generated in consideration of the limit capacity of the transmission line connected to each of the plurality of generators, it is possible to prevent the safety degree of the power system from being lowered in advance .

Description

송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법 {Auto Generation Control Method based on maximum power transmission}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic generation control method,

본 발명은 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 전력 계통의 안정도를 향상시킬 수 있는 효율적인 자동 발전 제어가 가능한 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic power generation control method that considers power transmission limits. And more particularly, to an automatic power generation control method that considers power transmission limits capable of efficient power generation control that can improve the stability of a power system.

일반적으로 자동 발전 제어(Automatic Generation Control : AGC)란 전력 계통의 수요 변화에 따라 발전기 출력을 자동으로 제어하는 것을 의미하며, 전력 계통에서 이러한 자동 발전 제어가 필수적으로 요구되는 이유는 요구되는 전력량에 따라 각 발전기의 발전량을 조절함으로써 과도한 발전량에 따른 발전 비용 손실을사전에 방지하기 위함이다.Generally, automatic generation control (AGC) means that the generator output is automatically controlled according to the demand change of the power system. The reason why such automatic power generation control is required in the power system is that the power generation In order to prevent power generation cost loss due to excessive power generation by controlling the generation amount of each generator.

종래의 자동 발전 제어의 경우 기존 주파수와 측정 주파수의 차이에 의해 발생되는 지역 제어 오차(Area Control Error : ACE)를 전력 계통을 구성하는 복수 개의 발전기 각각에 대하여 미리 결정된 참여율에 따라 분배하는 방식을 주로 활용하고 있다.In the conventional automatic power generation control, a method of distributing an area control error (ACE) generated by a difference between an existing frequency and a measurement frequency according to a predetermined participation rate for each of a plurality of generators constituting a power system .

도 1은 종래의 자동 발전 제어 방법에 대한 참고도이다. 도 1에 도시된 바와 부하 D1 측으로 50MW의 발전 용량을 공급하는 발전기 G1 및 100MW의 발전 용량을 공급하는 발전기 G2에 대하여 미리 결정된 참여율이 각각 50%이고 계통 주파수 저하에 따라 요구되는 추가 발전 용량이 20MW인 경우, 종래에는 발전기 각각의 참여율에 따라 발전기 G1 및 G2이 각각 10MW의 발전 용량을 부하 D1 측으로 추가 공급하는 방식으로 자동 발전 제어가 이루어졌다.1 is a reference diagram of a conventional automatic power generation control method. As shown in FIG. 1, the predetermined participation rate is 50% for each of the generators G1 and G2 that supply the power generation capacity of 50MW to the load D1 side, and the additional power generation capacity required for the system frequency decrease is 20MW , Automatic power generation control has been conventionally performed in such a manner that the generators G1 and G2 additionally supply the power generation capacity of 10 MW to the load D1 in accordance with the participation rates of the respective generators.

그러나, 만일 발전기 G2와 부하 D1을 연결하는 송전선로 L2의 한계 송전 용량이 100MW인 경우 송전선로 L2는 발전기 G2로부터 공급되는 110MW의 발전 용량을 부하 D1 측으로 지속적으로 공급하는 것이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.However, if the limit transmission capacity of the transmission line L2 connecting the generator G2 and the load D1 is 100 MW, there is a problem that the transmission line L2 can not continuously supply the 110 MW power generation capacity supplied from the generator G2 to the load D1 side .

따라서, 상기와 같은 송전선로의 한계 송전 용량을 초과하는 발전 용량의 공급에 따라 발생할 수 있는 전력계통 안전도 저하를 방지하기 위하여 송전선로의 한계 송전 용량을 고려한 자동 발전 제어 방법의 개발이 필수적으로 요구된다 하겠다.Therefore, in order to prevent the degradation of the safety of the power system that may occur according to the supply of the power generation capacity exceeding the critical transmission capacity of the transmission line, development of an automatic power generation control method considering the critical transmission capacity of the transmission line is indispensable I will.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 복수 개의 발전기 각각에 연계되는 송전 선로의 한계 용량을 고려하여 자동 발전 제어를 위한 복수 개의 발전기의 동작 제어치를 생성할 수 있는 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an automatic power generation system capable of generating operation control values of a plurality of generators for automatic power generation control considering the limit capacities of transmission lines connected to each of a plurality of generators And to provide a control method.

또한, 본 발명은 복수 개의 발전기에 대한 동작 제어치 생성 주기가 자동 발전 제어의 동작 주기보다 짧도록 하여 복수 개의 발전기 각각에 연계되는 송전 선로의 한계 용량을 고려하는 경우에도 자동 발전 제어 과정이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Further, according to the present invention, even when the operation control value generation cycle for a plurality of generators is shorter than the operation cycle of the automatic generation control, and the marginal capacity of the transmission line connected to each of the plurality of generators is taken into consideration, And an automatic power generation control method that considers the power transmission limit to be achieved.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법은 전력 계통에 연계되는 복수 개의 발전기에 대한 자동 발전 제어 방법에 있어서, (a) 미리 결정된 시간 간격으로 계통 주파수 측정값을 전송받는 단계; (b) 상기 계통 주파수 측정값과 미리 결정된 계통 주파수 값을 이용하여 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량을 산출하는 단계; 및 (c) 상기 산출된 추가 발전 용량을 이용하여 상기 복수 개의 발전기 각각의 동작을 위한 제어치를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 (c) 단계에서 상기 제어치는 상기 복수 개의 발전기 각각이 연계되는 송전 선로의 한계 송전 용량에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an automatic power generation control method for a plurality of generators linked to a power system, the method comprising: (a) Receiving a measurement value; (b) calculating additional power generation capacity according to a change in the grid frequency using the grid frequency measurement value and a predetermined grid frequency value; And (c) generating a control value for operation of each of the plurality of generators by using the calculated additional generating capacity, wherein in the step (c), the control value is transmitted to the power transmission line Is determined according to the limit transmission capacity of the control unit.

또한, 상기 (b) 단계에서 상기 추가 발전 용량은 다음 수학식에 의해 산출될 수 있다.Further, in the step (b), the additional generating capacity may be calculated by the following equation.

Figure 112013106438123-pat00001
Figure 112013106438123-pat00001

여기에서, ACEt는 t 시간에서의 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량, β는 계통 정수, fmeas는 계통 주파수 측정값, 및 fshed는 미리 결정된 계통 주파수 값을 의미한다.Where ACE t is the additional generation capacity due to the change in grid frequency at time t, β is the grid constant, f meas is the grid frequency measurement value, and f shed is the predetermined grid frequency value.

또한, 상기 (c) 단계에서 상기 복수 개의 발전기 각각의 동작을 위한 제어치는 다음 수학식에 의해 산출될 수 있다.In the step (c), the control value for the operation of each of the plurality of generators may be calculated by the following equation.

Figure 112013106438123-pat00002
Figure 112013106438123-pat00002

여기에서,

Figure 112013106438123-pat00003
는 발전기 i의 출력 목표 값,
Figure 112013106438123-pat00004
는 발전기 i의 출력 측정 값,
Figure 112013106438123-pat00005
는
Figure 112013106438123-pat00006
,
Figure 112013106438123-pat00007
는
Figure 112013106438123-pat00008
,
Figure 112013106438123-pat00009
는
Figure 112013106438123-pat00010
(이때, ai는 발전기 i의 비용 함수의 2차 계수, bi는 발전기 i의 비용 함수의 1차 계수, 및 ci는 발전기 i의 비용 함수의 상수), KP는 비례 제어 상수, KI는 적분 제어 상수, ACEint ,t-1은 t 시간 이전 시간(t-1) 까지의 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량에 대한 적분값, 및 △T는 자동 발전 제어 동작 주기를 의미한다.From here,
Figure 112013106438123-pat00003
Is the output target value of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00004
Is an output measurement value of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00005
The
Figure 112013106438123-pat00006
,
Figure 112013106438123-pat00007
The
Figure 112013106438123-pat00008
,
Figure 112013106438123-pat00009
The
Figure 112013106438123-pat00010
(Where a i is the second order coefficient of the cost function of generator i, b i is the first order coefficient of the cost function of generator i, and c i is a constant of the cost function of generator i), K P is a proportional control constant, K I is the integral control constant, ACE int , t-1 is the integrated value for the additional power generation capacity according to the grid frequency change up to the time before t time (t-1), and ΔT is the automatic power generation control operation cycle.

또한, 상기 (d) 단계에서 상기 복수 개의 발전기 각각의 동작을 위한 제어치는 상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량일 수 있다.In the step (d), the control value for the operation of each of the plurality of generators may be a power generation variation amount of each of the plurality of generators.

또한, 상기 (d) 단계에서 상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량은 다음의 수학식과 같은 상하한 제약을 가질 수 있다.In addition, in the step (d), the power generation variation amount of each of the plurality of generators may have the upper limit and lower limit as shown in the following equation.

Figure 112013106438123-pat00011
Figure 112013106438123-pat00011

여기에서,

Figure 112013106438123-pat00012
는 발전기 i의 발전 변화량,
Figure 112013106438123-pat00013
는 발전기 i의 발전 변화량의 하한,
Figure 112013106438123-pat00014
는 발전기 i의 발전 변화량의 상한,
Figure 112013106438123-pat00015
는 모선 i의 전압 위상각 변화량,
Figure 112013106438123-pat00016
는 모선 i의 전압 위상각 변화량의 하한,
Figure 112013106438123-pat00017
는 모선 i의 전압 위상각 변화량의 상한,
Figure 112013106438123-pat00018
는 모선 j의 전압 위상각 변화량, Pij는 모선 i와 모선 j 사이의 송전 선로에 흐르는 유효 전력, Sij는 모선 i와 모선 j 사이의 송전 선로의 송전 용량을 의미한다.From here,
Figure 112013106438123-pat00012
Is the power generation change amount of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00013
Is the lower limit of the power generation change amount of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00014
Is the upper limit of the power generation variation of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00015
Is the voltage phase angle variation of the bus line i,
Figure 112013106438123-pat00016
Is the lower limit of the voltage phase angle variation of the bus line i,
Figure 112013106438123-pat00017
Is the upper limit of the voltage phase angle variation of bus line i,
Figure 112013106438123-pat00018
P ij is the effective power flowing through the transmission line between the bus i and the bus j, Sij is the transmission capacity of the transmission line between the bus i and the bus j.

본 발명에 의하면 복수 개의 발전기 각각에 연계되는 송전 선로의 한계 용량을 고려하여 자동 발전 제어를 위한 복수 개의 발전기의 동작 제어치를 생성할 수 있으므로 전력 계통의 안전도 저하를 사전에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.According to the present invention, since the operation control values of the plurality of generators for automatic power generation control can be generated in consideration of the limit capacity of the transmission line connected to each of the plurality of generators, it is possible to prevent the safety degree of the power system from being lowered in advance .

또한, 본 발명에 의하면 복수 개의 발전기에 대한 동작 제어치 생성 주기가 자동 발전 제어의 동작 주기보다 짧도록 하므로 복수 개의 발전기 각각에 연계되는 송전 선로의 한계 용량을 고려하는 경우에도 자동 발전 제어가 원활하게 이루어지도록 하는 효과를 갖는다.Further, according to the present invention, since the operation control value generation cycle for a plurality of generators is shorter than the operation cycle of the automatic power generation control, even when the marginal capacity of the transmission line connected to each of the plurality of generators is taken into account, .

도 1은 종래의 자동 발전 제어 방법에 대한 참고도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법에 대한 순서도, 및
도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 발전 제어 방법에 대한 참고도이다.1 is a reference diagram of a conventional automatic power generation control method,
2 is a flow chart of an automatic power generation control method considering a transmission limit according to a preferred embodiment of the present invention, and Fig.
FIGS. 3 and 4 are reference views of an automatic power generation control method according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 우선 각 도면의 구성 요소들을 설명함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in describing the constituent elements of each drawing, it should be noted that the same constituent elements are denoted by the same reference numerals whenever possible, even if they are displayed on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Further, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be practiced by those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법에 대한 순서도, 도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 발전 제어 방법에 대한 참고도이다.FIG. 2 is a flowchart of an automatic power generation control method considering a power transmission limit according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are reference views for an automatic power generation control method according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 경우 도 3에 도시된 자동 발전 제어 장치 중 발전기 동작 제어치 생성 블록(도 3의 OPF based AGC)에 적용되어 송전 선로의 한계 송전 용량을 고려한 자동 발전 제어가 원활하게 이루어지도록 하는 것을 목적으로 하며, 도 2에 도시된 바와 같이 S100에서 미리 결정된 시간 간격으로 계통 주파수 측정값을 전송받는다. 이때, S100에서 상기 계통 주파수 측정값은 전력계통과 연계되는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisiton) 시스템으로부터 전송받을 수 있다.In the case of the present invention, it is applied to the generator operation control value generation block (OPF based AGC in FIG. 3) among the automatic power generation control apparatus shown in FIG. 3 to smoothly perform automatic power generation control considering the critical transmission capacity of the transmission line And receives a grid frequency measurement value at a predetermined time interval at S100 as shown in FIG. In step S100, the grid frequency measurement value may be received from a Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) system connected to the power system.

S200에서 상기 계통 주파수 측정값과 미리 결정된 계통 주파수 값을 이용하여 자동 발전 제어를 위한 추가 발전 용량을 산출한다. 이때, 상기 자동 발전 제어를 위한 추가 발전 용량은 하기 수학식 1에 의해 산출될 수 있다.In S200, the additional power generation capacity for automatic power generation control is calculated using the grid frequency measurement value and the predetermined grid frequency value. At this time, the additional power generation capacity for the automatic power generation control can be calculated by the following equation (1).

Figure 112013106438123-pat00019
Figure 112013106438123-pat00019

여기에서, ACEt는 t 시간에서의 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량, β는 계통 정수(다시 말해서, MW/0.1HZ 단위를 갖는 값), fmeas는 계통 주파수 측정값, 및 fshed는 미리 결정된 계통 주파수 값(예를 들어, 60Hz)을 의미한다.Here, the additional power generation capacity of the grid frequency changes in ACE t t is time, β is a system constant (that is, a value having a MW / unit 0.1HZ), f meas is measured grid frequency value, and f is a pre-shed Means a determined system frequency value (e.g., 60 Hz).

다시 말해서, 상기 수학식 1에서와 같이 계통 주파수 측정값과 미리 결정된 계통 주파수 값의 편차에 주파수 변화에 따라 요구되는 발전 용량을 산출하기 위한 계통 정수를 곱하는 것에 의해 상기 자동 발전 제어를 위한 추가 발전 용량(다시 말해서, 계통 주파수의 변화량에 따라 요구되는 추가 발전 용량)이 결정될 수 있게 된다.In other words, by multiplying the deviation between the grid frequency measurement value and the predetermined grid frequency value by the systematic constant for calculating the required power generation capacity according to the frequency change, (In other words, the additional power generation capacity required depending on the variation of the grid frequency) can be determined.

S300에서 상기 산출된 발전 용량을 이용하여 상기 전력 계통과 연계되는 복수 개의 발전기에 대한 자동 발전 제어를 위한 제어치를 생성하면 종료가 이루어진다.In S300, a control value for automatic power generation control for a plurality of generators associated with the power system is generated by using the calculated power generation capacity, and the process is terminated.

이때, S300에서 상기 제어치는 하기 수학식 2에 의해 산출될 수 있다.At this time, in S300, the control value can be calculated by the following equation (2).

Figure 112013106438123-pat00020
Figure 112013106438123-pat00020

여기에서, 여기에서,

Figure 112013106438123-pat00021
는 발전기 i의 출력 목표 값,
Figure 112013106438123-pat00022
는 발전기 i의 출력 측정 값,
Figure 112013106438123-pat00023
는
Figure 112013106438123-pat00024
,
Figure 112013106438123-pat00025
는
Figure 112013106438123-pat00026
,
Figure 112013106438123-pat00027
는
Figure 112013106438123-pat00028
(이때, ai는 발전기 i의 비용 함수의 2차 계수, bi는 발전기 i의 비용 함수의 1차 계수, 및 ci는 발전기 i의 비용 함수의 상수), KP는 비례 제어 상수, KI는 적분 제어 상수, ACEint,t-1은 t 시간 이전 시간(t-1) 까지의 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량에 대한 적분값, 및 △T는 자동 발전 제어 동작 주기를 의미한다.Here, here,
Figure 112013106438123-pat00021
Is the output target value of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00022
Is an output measurement value of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00023
The
Figure 112013106438123-pat00024
,
Figure 112013106438123-pat00025
The
Figure 112013106438123-pat00026
,
Figure 112013106438123-pat00027
The
Figure 112013106438123-pat00028
(Where a i is the second order coefficient of the cost function of generator i, b i is the first order coefficient of the cost function of generator i, and c i is a constant of the cost function of generator i), K P is a proportional control constant, K I is the integral control constant, ACE int, t-1 is the integrated value for the additional power generation capacity according to the grid frequency change up to the time before t time (t-1), and ΔT is the automatic power generation control operation cycle.

다시 말해서, 상기 수학식 2의 경우 최적 조류 계산 기반으로 상기 전력 계통에 연계되는 복수 개의 발전기의 발전 비용을 최소화하기 위한 목적함수를 의미하며, 상기 제어치는 상기 수학식 2의

Figure 112013106438123-pat00029
에 대응하는 상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량일 수 있고, 상기 수학식 2에 의해 상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량이 산출되는 경우 상기 복수 개의 발전기 각각이 연계되는 모선의 전압 위상각의 변화량 또한 산출될 수 있게 된다.In other words, Equation 2 represents an objective function for minimizing the generation cost of a plurality of generators connected to the power system on the basis of the optimal algebraic calculation,
Figure 112013106438123-pat00029
And when the power generation variation of each of the plurality of generators is calculated according to Equation (2), the amount of change in the voltage phase angle of the busbars to which the plurality of generators are connected is also calculated .

또한, 상기 수학식 2에서 발전기 i의 비용함수의 2차 계수인 ai, 발전기 i의 비용함수의 1차 계수인 bi, 및 발전기 i의 비용함수의 상수인 ci를 각각 Ai, Bi, 및 Ci 형태로 바꾸어 적용하는 이유는 목적함수 형태의 상기 수학식 2를 테일러 급수 전개에 의해 선형화함으로써 상기 제어치의 계산 속도를 향상시키기 위함이다.In addition, the mathematics of c i constant of the cost function of Equation 2 of the second power coefficient of the cost function generator i in a i, the generator is a primary factor of the cost function of i b i, and the generator i each A i, B i , and C i is applied to improve the calculation speed of the control value by linearizing the Equation 2 of the objective function type by Taylor series expansion.

또한, 상기 제어치인 상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량은 하기 수학식 3과 같은 상하한 제약을 가질 수 있다.Further, the power generation variation amount of each of the plurality of generators, which is the control value, may have the upper and lower limits as shown in the following Equation (3).

Figure 112013106438123-pat00030
Figure 112013106438123-pat00030

여기에서, 여기에서,

Figure 112013106438123-pat00031
는 발전기 i의 발전 변화량,
Figure 112013106438123-pat00032
는 발전기 i의 발전 변화량의 하한,
Figure 112013106438123-pat00033
는 발전기 i의 발전 변화량의 상한,
Figure 112013106438123-pat00034
는 모선 i의 전압 위상각 변화량,
Figure 112013106438123-pat00035
는 모선 i의 전압 위상각 변화량의 하한,
Figure 112013106438123-pat00036
는 모선 i의 전압 위상각 변화량의 상한,
Figure 112013106438123-pat00037
는 모선 j의 전압 위상각 변화량, Pij는 모선 i와 모선 j 사이의 송전 선로에 흐르는 유효 전력, Sij는 모선 i와 모선 j 사이의 송전 선로의 송전 용량을 의미한다.Here, here,
Figure 112013106438123-pat00031
Is the power generation change amount of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00032
Is the lower limit of the power generation change amount of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00033
Is the upper limit of the power generation variation of the generator i,
Figure 112013106438123-pat00034
Is the voltage phase angle variation of the bus line i,
Figure 112013106438123-pat00035
Is the lower limit of the voltage phase angle variation of the bus line i,
Figure 112013106438123-pat00036
Is the upper limit of the voltage phase angle variation of bus line i,
Figure 112013106438123-pat00037
P ij is the effective power flowing through the transmission line between the bus i and the bus j, Sij is the transmission capacity of the transmission line between the bus i and the bus j.

다시 말해서, 상기 제어치인 상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량의 경우 상기 수학식 3 중

Figure 112013106438123-pat00038
및
Figure 112013106438123-pat00039
에 대응되는 운영 제약 및 상기 수학식 3 중
Figure 112013106438123-pat00040
에 대응되는 송전 제약하에서 생성되므로 본 발명의 경우 전력 계통과 연계되는 복수 개의 발전기 각각에 연계되는 송전 선로의 한계 송전 용량을 고려하여 자동 발전 제어를 위한 상기 복수 개의 각각의 동작 제어치를 생성할 수 있게 된다.In other words, in the case of the power generation variation amount of each of the plurality of generators as the control value,
Figure 112013106438123-pat00038
And
Figure 112013106438123-pat00039
And the operating constraints corresponding to Equation 3
Figure 112013106438123-pat00040
It is possible to generate the plurality of respective operation control values for automatic power generation control in consideration of the limit transmission capacity of the transmission line connected to each of the plurality of generators associated with the power system in the present invention do.

또한, 본 발명의 경우 상기 수학식 2에 의한 상기 제어치 계산 과정에서 자동 발전 제어 동작 주기(다시 말해서, 계통 주파수 측정값을 전송받은 후 계통 주파수 측정값과 미리 결정된 계통 주파수 측정값에 따라 추가 발전 용량을 결정한 후 상기 복수 개의 발전기 각각의 동작 제어치를 계산하고, 상기 계산된 동작 제어치를 상기 복수 개의 발전기 각각에 전송하여 자동 발전 제어를 수행하는데에 소요되는 시간)를 반영하여 상기 제어치 생성 주기가 자동 발전 제어의 동작 주기보다 짧도록 하므로 복수 개의 발전기 각각에 연계되는 송전 선로의 한계 용량을 고려하는 경우에도 자동 발전 제어가 원활하게 이루어지도록 할 수 있게 된다.In the case of the present invention, in the step of calculating the control value according to Equation (2), the automatic power generation control operation cycle (that is, after receiving the grid frequency measurement value, A time required for calculating the operation control value of each of the plurality of generators after determining the capacity and a time required for performing the automatic power generation control by transmitting the calculated operation control value to each of the plurality of generators) The automatic generation control can be performed smoothly even when the limit capacity of the transmission line connected to each of the plurality of generators is taken into account.

따라서, 본 발명의 경우 도 4에 도시된 바와 같이 부하 D1 측으로 50MW의 발전 용량을 공급하는 발전기 G1 및 100MW의 발전 용량을 공급하는 발전기 G2에 대하여 미리 결정된 참여율이 각각 50%이고 계통 주파수 저하에 따라 요구되는 추가 발전 용량이 20MW인 경우, 발전기 각각의 참여율이 동일하더라도 송전선로 L1 및 L2의 한계 송전 용량을 고려하여 발전기 G1만이 20MW의 발전 용량을 부하 D1 측으로 추가 공급하는 방식으로 자동 발전 제어가 이루어질 수 있게 된다.Therefore, in the case of the present invention, as shown in FIG. 4, the predetermined participation rate is 50% each for the generators G1 and G2 that supply the generator capacity of 50MW to the load D1 and 100MW, respectively, If the additional power generation capacity required is 20 MW, even if the participation rates of the respective generators are the same, the automatic power generation control is performed in such a manner that only the generator G1 additionally supplies the power generation capacity of 20 MW to the load D1 in consideration of the limit transmission capacities of the transmission lines L1 and L2 .

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경, 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의해서 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. will be. Therefore, the embodiments described in the present invention are intended to illustrate rather than limit the technical spirit of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (5)

전력 계통에 연계되는 복수 개의 발전기에 대한 자동 발전 제어 방법에 있어서,
(a) 미리 결정된 시간 간격으로 계통 주파수 측정값을 전송받는 단계;
(b) 상기 계통 주파수 측정값과 미리 결정된 계통 주파수 값을 이용하여 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량을 산출하는 단계; 및
(c) 상기 산출된 추가 발전 용량을 이용하여 상기 복수 개의 발전기 각각의 동작을 위한 제어치를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 (c) 단계에서 상기 복수 개의 발전기 각각의 동작을 위한 제어치는 상기 복수 개의 발전기 각각이 연계되는 송전 선로의 한계 송전 용량에 따라 결정되며, 다음 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법.
Figure 112015002793214-pat00063

여기에서,
Figure 112015002793214-pat00064
는 발전기 i의 출력 목표 값,
Figure 112015002793214-pat00065
는 발전기 i의 출력 측정 값,
Figure 112015002793214-pat00066
는
Figure 112015002793214-pat00067
,
Figure 112015002793214-pat00068
는
Figure 112015002793214-pat00069
,
Figure 112015002793214-pat00070
는
Figure 112015002793214-pat00071
(이때, ai는 발전기 i의 비용 함수의 2차 계수, bi는 발전기 i의 비용 함수의 1차 계수, 및 ci는 발전기 i의 비용 함수의 상수), KP는 비례 제어 상수, KI는 적분 제어 상수, ACEint,t-1은 t 시간 이전 시간(t-1) 까지의 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량에 대한 적분값, 및 △T는 자동 발전 제어 동작 주기를 의미한다.A method for controlling automatic power generation for a plurality of generators associated with a power system,
(a) receiving a grid frequency measurement at a predetermined time interval;
(b) calculating additional power generation capacity according to a change in the grid frequency using the grid frequency measurement value and a predetermined grid frequency value; And
(c) generating a control value for operation of each of the plurality of generators by using the calculated additional generating capacity,
Wherein the control value for the operation of each of the plurality of generators in the step (c) is determined according to a limit transmission capacity of the transmission line connected to each of the plurality of generators, and is calculated by the following equation Automatic power generation control method considered.
Figure 112015002793214-pat00063

From here,
Figure 112015002793214-pat00064
Is the output target value of the generator i,
Figure 112015002793214-pat00065
Is an output measurement value of the generator i,
Figure 112015002793214-pat00066
The
Figure 112015002793214-pat00067
,
Figure 112015002793214-pat00068
The
Figure 112015002793214-pat00069
,
Figure 112015002793214-pat00070
The
Figure 112015002793214-pat00071
(Where a i is the second order coefficient of the cost function of generator i, b i is the first order coefficient of the cost function of generator i, and c i is a constant of the cost function of generator i), K P is a proportional control constant, K I is the integral control constant, ACE int, t-1 is the integrated value for the additional power generation capacity according to the grid frequency change up to the time before t time (t-1), and ΔT is the automatic power generation control operation cycle. 제 1항에 있어서,
상기 (b) 단계에서,
상기 추가 발전 용량은 다음 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법.
Figure 112013106438123-pat00041

여기에서, ACEt는 t 시간에서의 계통 주파수 변화에 따른 추가 발전 용량, β는 계통 정수, fmeas는 계통 주파수 측정값, 및 fshed는 미리 결정된 계통 주파수 값을 의미한다.The method according to claim 1,
In the step (b)
Wherein the additional generation capacity is calculated by the following equation.
Figure 112013106438123-pat00041

Where ACE t is the additional generation capacity due to the change in grid frequency at time t, β is the grid constant, f meas is the grid frequency measurement value, and f shed is the predetermined grid frequency value. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
상기 복수 개의 발전기 각각의 동작을 위한 제어치는 상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량인 것을 특징으로 하는 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법.The method according to claim 1,
In the step (c)
Wherein the control value for the operation of each of the plurality of generators is a change amount of power generation of each of the plurality of generators. 제 4항에 있어서,
상기 (c) 단계에서,
상기 복수 개의 발전기 각각의 발전 변화량은 다음의 수학식과 같은 상하한 제약을 갖는 것을 특징으로 하는 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법.
Figure 112015002793214-pat00051

여기에서,
Figure 112015002793214-pat00052
는 발전기 i의 발전 변화량,
Figure 112015002793214-pat00053
는 발전기 i의 발전 변화량의 하한,
Figure 112015002793214-pat00054
는 발전기 i의 발전 변화량의 상한,
Figure 112015002793214-pat00055
는 모선 i의 전압 위상각 변화량,
Figure 112015002793214-pat00056
는 모선 i의 전압 위상각 변화량의 하한,
Figure 112015002793214-pat00057
는 모선 i의 전압 위상각 변화량의 상한,
Figure 112015002793214-pat00058
는 모선 j의 전압 위상각 변화량, Pij는 모선 i와 모선 j 사이의 송전 선로에 흐르는 유효 전력, Sij는 모선 i와 모선 j 사이의 송전 선로의 송전 용량을 의미한다.5. The method of claim 4,
In the step (c)
Wherein the power generation variation amount of each of the plurality of generators has an upper limit and a lower limit as expressed by the following mathematical expression.
Figure 112015002793214-pat00051

From here,
Figure 112015002793214-pat00052
Is the power generation change amount of the generator i,
Figure 112015002793214-pat00053
Is the lower limit of the power generation change amount of the generator i,
Figure 112015002793214-pat00054
Is the upper limit of the power generation variation of the generator i,
Figure 112015002793214-pat00055
Is the voltage phase angle variation of the bus line i,
Figure 112015002793214-pat00056
Is the lower limit of the voltage phase angle variation of the bus line i,
Figure 112015002793214-pat00057
Is the upper limit of the voltage phase angle variation of bus line i,
Figure 112015002793214-pat00058
P ij is the effective power flowing through the transmission line between the bus i and the bus j, Sij is the transmission capacity of the transmission line between the bus i and the bus j.
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