KR101618918B1 - Ｆａｃｔｓ 기기 운전점 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

FACTS 기기 운전점 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치는 기준전압 및 무효전력예비력 값만 입력하면 자동으로 병렬형 FACTS 기기(STATCOM, SVC 등)의 운전점을 제어함으로써, 전력계통의 모선전압을 적정한 범위로 유지하는 동시에 전력계통에서 필요로 하는 순동무효전력을 확보할 수 있다.

Description

ＦＡＣＴＳ 기기 운전점 제어 장치 및 방법{FACTS device operating point control apparatus and method}
본 발명은 FACTS 기기 운전점 제어 장치 및 방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 기준전압 및 무효전력예비력 값만 입력하면 자동으로 병렬형 FACTS 기기(STATCOM, SVC 등)의 운전점을 제어하여 전력계통의 모선전압을 적정한 범위로 유지하는 동시에 순동무효전력을 확보하기 위한 FACTS 기기 운전점 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
전기의 수요와 공급은 발전소, 변전소 및 부하를 송전선으로 연결함으로써 전력의 발생에서 소비까지 일체화된 하나의 시스템으로서의 '전력계통'에 의해 이루어진다. 이러한 전력계통은 전력의 발생과 소비의 동질성으로 수요와 공급이 평형을 이루어야 하기 때문에 전력수요의 감시가 지속적으로 요구된다. 초기의 소규모 전력계통에서는 전력수요의 감시가 용이하였으나, 산업의 점차적인 고도화, 정보화로 전력수요가 증가하는 한편, 신재생에너지를 이용한 발전 또한 증가함에 따라 전력설비 역시 대규모화, 복잡화됨으로써 지금까지 수행되어 왔던 인위적인 방법으로는 이전보다 복잡해진 전력계통을 효과적으로 운용하는데 한계에 도달하였다. 이에 컴퓨터로 정보를 수집, 처리, 분석 및 제어하는 기능과 통신기능을 응용하여 전력계통 운용업무를 효율적으로 수행할 수 있도록 하기 위한 종합적인 전력 설비의 자동화가 급속히 추진되고 있다.
여기서, FACTS(Flexible AC Transmission System, 유연송전시스템) 기술은 대용량 전력전자 기술을 이용하여 전력조류와 전압, 계통안정도와 관련된 계통정수를 고속 정밀하게 제어하여, 계통안정도 향상과 전력조류의 효율적 제어를 통하여 전력수송능력과 계통 설비 이용률을 향상시키기 위한 기술이다.
병렬형 FACTS 기기는 기존의 조상설비(Sh.C, Sh.R)와 같이 무효전력을 공급 또는 흡수를 통하여 계통의 전압제어를 하는 역할을 하며 전력전자소자를 이용하여 순동무효전력을 선형적으로 제어가 가능하므로 계통 고장 시 전력시스템에 신속하게 무효전력을 공급하여 전압 붕괴 및 광역고장파급을 예방하는 역할을 한다. 이러한 FACTS 기기를 이용하므로써 전력시스템의 모선전압제어 및 안정도를 향상시킬 수 있다.
현재 우리나라의 전력계통에서는 상대적으로 저가(低價)의 비수도권의 발전 전력을 활용하고자 함에 있어서 수도권의 융통전력이 전압안정도의 문제로 인하여 제약을 받는 현상이 발생하고 있다. 또한 이와 같은 수도권의 융통전력은 전력계통에 대한 경제적 운영 여부의 척도로 활용되기도 한다. 이에 전력계통의 계획 및 운영 측면에서 가장 효과적인 전압안정도 향상 방안은 적정한 무효전력을 투입하는 방안과 부하를 차단하는 방안이 있지만, 이 중 전압안정성의 유지를 위해 실질적으로 취할 수 있는 방안은 무효전력원의 투입이다. 그러한 이유로 적정한 범위 내로 모선전압을 유지하기 위해, 변전소 내의 STATCOM, SVC 등과 같은 병렬형 FACTS 기기와 분로 리액터(Sh.R: Shunt Reactor) 또는 분로 콘덴서(Sh.C: Shunt Capacitor)와 같은 조상설비를 설치한다. 병렬형 FACTS 기기는 적정한 모선전압을 유지하기 위해 자동으로 무효전력 공급을 공급하며, 전력계통의 고장 시에는 전압의 붕괴를 막기 위해 순동무효전력을 공급한다. 이러한 병렬형 FACTS 기기가 적정한 모선전압의 유지뿐만 아니라 전력계통의 고장 시 순동무효전력을 공급할 수 있는 역할을 수행하기 위한 무효전력을 확보하기 위해서는 FACTS 기기의 운전점(Vset0)의 제어가 필요하다. 현재에는 이러한 FACTS기기의 적정 순동무효전력예비력을 확보하기 위해 변전소 운전자가 수시로 FACTS 기기의 운전점(Vset0)을 수동으로 변경하고 있는 실정이다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기준전압(Vref) 및 무효전력예비력(Qrev) 값만 입력하면 자동으로 적정 범위로 유지하면서 동시에 계통에서 필요로 하는 적정 순동무효전력을 확보할 수 있는 병렬형 FACTS 기기(STATCOM, SVC)의 운전점(Vset0)에 대한 제어가 요구된다.
본 발명의 목적은, 기준전압 및 무효전력예비력 값만 입력하면 자동으로 병렬형 FACTS 기기(STATCOM, SVC 등)의 운전점을 제어하여 전력계통의 모선전압을 적정한 범위로 유지하는 동시에 순동무효전력을 확보하기 위한 FACTS 기기 운전점 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치는, 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 입력받는 입력부; 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 이용하여 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 연산부; 및 FACTS 기기에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 제공하여 상기 FACTS 기기를 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
상기 입력부는, 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref) 또는 무효전력예비력의 값(Qrev)을 상위시스템 또는 EMS(Energy Management System; 전력계통 관리 시스템)로부터 전력계통의 해석을 통하여 제공받거나 운영자로부터 직접 제공받을 수 있다.
상기 입력부는, 상기 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기가 연계된 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받을 수 있다.
상기 연산부는, 입력받은 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref)과 계기용 변압기에 의해 측정된 전력계통의 모선전압의 값(Vline)을 비교연산하여 상기 모선 전압의 값(Vline)이 제한전압의 값(Vlim)과 기준전압의 값(Vref) 사이에 있을 경우에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산할 수 있다.
상기 연산부는,
Figure 112012020651056-pat00001
가 아닐 때,
Figure 112012020651056-pat00002
에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하고,
Figure 112012020651056-pat00003
일 때,
Figure 112012020651056-pat00004
에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산할 수 있다.
상기 연산부는, 상기 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α)를
Figure 112016037369076-pat00005
에 의해서 보정하여 이용하고, 여기서, α'는 이전의 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수이고, β는 계통전압을 V 라 하고, 계통부하량을 W라 할 때, W/V, 1/V 및 W 중 하나의 식에 의해 대체될 수 있는 변수일 수 있다.
상기 입력부는,
Figure 112012020651056-pat00006
의 범위를 조정하여 운전점 제어 범위를 조정하고, 여기서, A는 0과 같거나 그보다 큰 정수이고, B는 0과 같거나 그보다 작은 정수일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 방법은, 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 입력받는 단계; 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 이용하여 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 단계; 및 FACTS 기기에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 제공하여 상기 FACTS 기기를 제어하는 단계를 포함하여 구성된다.
상기 입력받는 단계는, 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref) 또는 무효전력예비력의 값(Qrev)을 상위시스템 또는 EMS로부터 전력계통의 해석을 통하여 제공받거나 운영자로부터 직접 제공받을 수 있다.
상기 입력받는 단계는, 상기 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기가 연계된 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받을 수 있다.
상기 연산하는 단계는, 입력받은 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref)과 계기용 변압기에 의해 측정된 전력계통의 모선전압의 값(Vline)을 비교연산하여 상기 모선 전압의 값(Vline)이 제한전압의 값(Vlim)과 기준전압의 값(Vref) 사이에 있을 경우에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산할 수 있다.
상기 연산하는 단계는,
Figure 112012020651056-pat00007
가 아닐 때,
Figure 112012020651056-pat00008
에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하고,
Figure 112012020651056-pat00009
일 때,
Figure 112012020651056-pat00010
에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산 할 수 있다.
상기 연산하는 단계는, 상기 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α)를
Figure 112016037369076-pat00011
에 의해서 보정하여 이용하고, 여기서, α'는 이전의 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수이고, β는 계통전압을 V 라 하고, 계통부하량을 W라 할 때, W/V, 1/V 및 W 중 하나의 식에 의해 대체될 수 있는 변수일 수 있다.
상기 입력하는 단계는,
Figure 112012020651056-pat00012
의 범위를 조정하여 운전점 제어 범위를 조정하고, 여기서, A는 0과 같거나 그보다 큰 정수이고, B는 0과 같거나 그보다 작은 정수일 수 있다.
본 발명에 따르면, 기준전압 및 무효전력예비력 값만 입력하면 자동으로 병렬형 FACTS 기기(STATCOM, SVC 등)의 운전점을 제어하여 전력계통의 모선전압을 적정한 범위로 유지하는 동시에 전력계통에서 필요로 하는 순동무효전력을 확보할 수 있다.
또한, 병렬형 FACTS 기기를 이용하여 전력계통의 모선전압을 자동으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 전력계통의 고장 시 순동무효전력의 공급에 의해 전압붕괴를 예방할 수 있다.
또한, 전력계통의 전압안정도가 향상되어 융통전력의 여유가 증가됨에 따라, 혼잡비용이 저감되고 변전설비의 이용률이 증가됨으로써. 전력계통의 경제성과 효율성이 증대된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치 및 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치(100)는 입력부(110), 연산부(120) 및 제어부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 FACTS 기기 운전점 제어 장치(100)는 일 실시예에 따른 것이고 도 1에 도시된 블록들은 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
입력부(110)는 FACTS 기기(210)가 확보해야 하는 무효전력예비력의 값(Qrev), 모선전압이 유지되어야 하는 기준전압의 값(Vref), 모선전압이 초과해서 안되는 제한전압의 값(Vlim), FACTS 기기(210)의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기(210)의 현재 상태와 관련한 정보를 입력받는다. 이 때, 입력부(110)는 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref) 또는 무효전력예비력의 값(Qrev)을 상위시스템 또는 EMS(Energy Management System; 전력계통 관리 시스템)로부터 전력계통의 해석을 통하여 제공받거나 운영자로부터 직접 제공받을 수 있다. 또한, 입력부(110)는 FACTS 기기(210)의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기(210)로부터 FACTS 기기가 연계된 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기(210)의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기(210)의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받을 수 있다.
이와 같이 입력부(110)로 입력되는 정보들 중에서, 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev)은 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치(100)를 사용하는 사용자로부터 입력될 수 있는 입력값으로써 매번 상기 방법이 수행될 때마다 바뀔 필요는 없고, 사용자가 원할 때 변경해 줄 수 있다. 그리고 제한전압의 값(Vlim), 지수(α, A, B)는 변전설비 및 FACTS 기기 특성에 의해 정해지는 것으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치(100)를 구현 또는 설치할 때 또는 변경하고 싶을 때 적정한 값을 입력해줄 수 있다. 그러나 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)은 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치(100)의 운전점 제어 동작이 수행될 때마다 바뀔 수 있는 값으로써 매번 수행할 때마다 FACTS 기기(210)로부터 상기 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받을 수 있다.
FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 무효전력예비력의 값(Qrev)은 무효전력값에 해당하며, 진상 무효전력(캐패시터 모드)과 지상 무효전력(리액터 모드)의 값을 가진다. 기준은 명확하게 하기 위해 본 발명의 일 실시예에서는 지상 무효전력을 (+,양수)로 진상 무효전력을(-,음수)로 하여 수식을 고려하였다. 지상 무효전력과 진상 무효전력의 음과 양의 부호를 변경하면 수식의 부호에 수정이 필요하다.
상기 제한전압의 값(Vlim)은 변전설비 특성에 의해 모선전압의 값(Vline)이 넘으면 위험한 한계전압을 설정한 값이다.
FACTS 기기(210)의 특성과 관련한 지수(α)는 FACTS 기기의 특성에 의해 결정되는 파라미터 값이다. 지수(α)는 FACTS 기기 운전시험(Off-line 또는 On-line 시험)을 통해 결정할 수 있다(단위:
Figure 112016037369076-pat00013
). 이 때, 지수(α)를 더욱 더 정확한 값으로 보정하고 싶다면 지수(α)를
Figure 112016037369076-pat00014
에 의해서 보정하여 이용함으로써, 지수(α)를 변수처럼 사용할 수 있다. 이 때 α'는 이전의 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수이고, β는 계통전압 또는 계통부하량의 변화에 따라 특정 식에 의해 구해질 수 있는 새로운 변수이다. 즉, β는 계통전압을 V 라 하고, 계통부하량을 W라 할 때, W/V, 1/V 및 W 중 하나의 식에 의해 대체될 수 있는 변수일 수 있다. 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B)는 제어기 수행 범위를 정하기 위한 파라미터 값이다.
Figure 112016037369076-pat00015
의 범위를 조정하여 운전점 제어 범위를 조정할 수 있다. 이 때, A는 0과 같거나 그보다 큰 정수(A≥0)이고 B는 0과 같거나 그보다 작은 정수(B≤0)일 수 있다. A와 B값이 0일 경우에는 무효전력예비력의 값(Qrev)과 FACTS 기기(210)의 현재 출력값(Qo)이 다른 경우 연산이 수행되어 FACTS 기기(210)의 현재 운전점 값(Vset0)이 변경되지만 A와 B값을 조정하면 지정된 범위에 의해 무효전력예비력의 값(Qrev)과 FACTS 기기(210)의 현재 출력값(Qo)의 차이가 지정된 범위내에 존재한다면 FACTS 기기(210)의 현재 운전점 값(Vset0)이 변경되지 않아 자주 변경되는 운전점에 의해 FACTS 기기(210)에 무리가 가지 않도록 제어기 설정이 가능하다.
연산부(120)는 입력부(110)에 의해 입력받은 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 변전소(200) 내의 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 이용하여 FACTS 기기(210)의 운전점 제어값(Vset)을 연산한다.
제어부(130)는 FACTS 기기(210)에 FACTS 기기(210)의 운전점 제어값(Vset)을 제공하여 모선전압을 자동 제어함과 동시에 순동무효전력을 확보할 수 있도록 FACTS 기기(210)를 제어한다.
상기 기술된 바와 같이, FACTS 기기(210)가 연계된 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기(210)의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기(210)의 현재 운전점 값(Vset0)은 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치에 의한 운전점 제어가 수행될 때마다 변경되는 값으로써, 입력부(110)는 운전점 제어가 수행될 때마다 FACTS 기기(210)로부터 FACTS 기기(210)가 연계된 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기(210)의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기(210)의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받아 변경된 값에 따른 운전점 제어가 수행되도록 할 수 있다.
이와 같은 구성에 의해, 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 장치(100)는 반복적인 운전점 제어를 수행하여 모선전압을 자동 제어함과 동시에 순동무효전력을 확보할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
여기서, 도 2에 도시된 순서도의 각 단계들은 모든 단계가 필수 단계는 아니며, 다른 실시예에서 일부 단계가 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 방법은 먼저 FACTS 기기가 확보해야 하는 무효전력예비력의 값(Qrev), 모선전압이 유지되어야 하는 기준전압의 값(Vref), 모선전압이 초과해서 안되는 제한전압의 값(Vlim), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 입력받는다(S100). 이 때, 단계(S100)에서 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref) 또는 무효전력예비력의 값(Qrev)을 상위시스템 또는 EMS로부터 전력계통의 해석을 통하여 제공받거나 운영자로부터 직접 제공받을 수 있다. 또한, 단계(S100)에서 상기 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기(210)로부터 FACTS 기기가 연계된 모선전압의 값(Vline), FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받을 수 있다.
그리고 입력받은 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref)과 계기용 변압기에 의해 측정된 전력계통의 모선전압의 값(Vline)을 비교연산하여 상기 모선 전압의 값(Vline)이 제한전압의 값(Vlim)과 기준전압의 값(Vref) 사이에 있는지 여부를 판단할 수 있다(S210).
이 때, 상기 모선 전압의 값(Vline)이 제한전압의 값(Vlim)과 기준전압의 값(Vref) 사이에 있지 않는 경우에는 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 방법이 바로 종료된다.
그리고 상기 모선 전압의 값(Vline)이 제한전압의 값(Vlim)과 기준전압의 값(Vref) 사이에 있을 경우에, 입력받은 상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 이용하여 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산한다.
연산하는 과정은 단계(S210) 내지 단계(S230)에 해당한다. 단계(S210)에서는 무효전력예비력의 값(Qrev)과 FACTS 기기의 현재 출력값(Qo)을 비교하여
Figure 112012020651056-pat00016
이면 본 발명의 일 실시예에 따른 FACTS 기기 운전점 제어 방법이 바로 종료되고,
Figure 112012020651056-pat00017
가 범위 내를 벗어나면 다음 단계(S230)로 넘어간다(S220). 즉,
Figure 112012020651056-pat00018
이면 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)은 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)으로 유지된다. 이를 수식으로 설명하면,
Figure 112012020651056-pat00019
이면 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)은
Figure 112012020651056-pat00020
에 의해서 연산된다. 이 때, A는 0과 같거나 그보다 큰 정수(A?0)이고 B는 0과 같거나 그보다 작은 정수(B?0)일 수 있다.
Figure 112012020651056-pat00021
가
Figure 112012020651056-pat00022
에 의해서 범위에 속하지 못하면 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)은
Figure 112012020651056-pat00023
의 수식에 의해서 새롭게 구해진다(S230). 이 때,
Figure 112012020651056-pat00024
이면 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)은
Figure 112012020651056-pat00025
가 되고
Figure 112012020651056-pat00026
이면 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)은
Figure 112012020651056-pat00027
가 된다.
이를 좀 더 자세히 설명하면,
Figure 112012020651056-pat00028
일 경우,
Figure 112012020651056-pat00029
에 의해서
Figure 112012020651056-pat00030
이 유도되고, 상기 식에 의해서 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)이 구해진다. 이 때 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)이 FACTS기기에 제공되는 제어값이다. 연산이 끝나고 운전점 제어값(Vset)이 결정되면, 단계(S300)로 넘어간다.
또는,
Figure 112012020651056-pat00031
일 경우,
Figure 112012020651056-pat00032
에 의해서
Figure 112012020651056-pat00033
이 유도되고, 상기 식에 의해서 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)이 구해진다. 이 때 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)이 FACTS기기에 제공되는 제어값이다. 연산이 끝나고 운전점 제어값(Vset)이 결정되면, 단계(S300)로 넘어간다.
상기와 같은 연산 과정이 모두 끝나고 운전점 제어값(Vset)이 결정되면, FACTS 기기에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 제공하여 모선전압을 자동 제어함과 동시에 순동무효전력을 확보할 수 있도록 제공된 운전점 제어값(Vset)으로 FACTS 기기를 제어한다(S300)
전술한 FACTS 기기 운전점 제어 방법은 도면에 제시된 순서도를 참조로 하여 설명되었다. 간단히 설명하기 위하여 상기 방법은 일련의 블록들로 도시되고 설명되었으나, 본 발명은 상기 블록들의 순서에 한정되지 않고, 몇몇 블록들은 다른 블록들과 본 명세서에서 도시되고 기술된 것과 상이한 순서로 또는 동시에 일어날 수도 있으며, 동일한 또는 유사한 결과를 달성하는 다양한 다른 분기, 흐름 경로, 및 블록의 순서들이 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 방법의 구현을 위하여 도시된 모든 블록들이 요구되지 않을 수도 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
100: FACTS 기기 운전점 제어 장치 110: 입력부
120: 연산부 130: 제어부
210: FACTS 기기

Claims (14)

  1. 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 입력받는 입력부;
    상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 이용하여 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 연산부; 및
    FACTS 기기에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 제공하여 상기 FACTS 기기를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 입력부는 상기 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기가 연계된 모선전압의 값(Vline)을 입력받고,
    상기 연산부는,
    입력받은 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref)과 계기용 변압기에 의해 측정된 전력계통의 모선전압의 값(Vline)을 비교연산하여 상기 모선 전압의 값(Vline)이 제한전압의 값(Vlim)과 기준전압의 값(Vref) 사이에 있을 경우에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref) 또는 무효전력예비력의 값(Qrev)을 상위시스템 또는 EMS로부터 전력계통의 해석을 통하여 제공받거나 운영자로부터 직접 제공받는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력부는,
    상기 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 연산부는,
    Figure 112012020651056-pat00034
    가 아닐 때,
    Figure 112012020651056-pat00035
    에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하고,
    Figure 112012020651056-pat00036
    일 때,
    Figure 112012020651056-pat00037
    에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α)를
    Figure 112016037369076-pat00038
    에 의해서 보정하여 이용하고,
    여기서, α'는 이전의 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수이고, β는 계통전압을 V 라 하고, 계통부하량을 W라 할 때, W/V, 1/V 및 W 중 하나의 식에 의해 대체될 수 있는 변수인 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 입력부는,
    Figure 112012020651056-pat00039
    의 범위를 조정하여 운전점 제어 범위를 조정하고,
    여기서, A는 0과 같거나 그보다 큰 정수이고, B는 0과 같거나 그보다 작은 정수인 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 장치.
  8. 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 입력받는 단계;
    상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref), 무효전력예비력의 값(Qrev), FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α), 운전점 제어 범위를 결정하기 위한 상한값 지수(A)와 하한값 지수(B) 및 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보를 이용하여 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 단계; 및
    FACTS 기기에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 제공하여 상기 FACTS 기기를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 입력받는 단계는,
    상기 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기가 연계된 모선전압의 값(Vline)을 입력받고,
    상기 연산하는 단계는,
    입력받은 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref)과 계기용 변압기에 의해 측정된 전력계통 의 모선전압의 값(Vline)을 비교연산하여 상기 모선 전압의 값(Vline)이 제한전압의 값(Vlim)과 기준전압의 값(Vref) 사이에 있을 경우에 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 입력받는 단계는,
    상기 제한전압의 값(Vlim), 기준전압의 값(Vref) 또는 무효전력예비력의 값(Qrev)을 상위시스템 또는 EMS로부터 전력계통의 해석을 통하여 제공받거나 운영자로부터 직접 제공받는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 입력받는 단계는,
    상기 FACTS 기기의 현재 상태와 관련한 정보로써 FACTS 기기의 현재 출력값(Qo) 및 FACTS 기기의 현재 운전점 값(Vset0)을 입력받는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 연산하는 단계는,
    Figure 112012020651056-pat00040
    가 아닐 때,
    Figure 112012020651056-pat00041
    에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하고,
    Figure 112012020651056-pat00042
    일 때,
    Figure 112012020651056-pat00043
    에 의해서 상기 FACTS 기기의 운전점 제어값(Vset)을 연산하는 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 연산하는 단계는,
    상기 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수(α)를
    Figure 112016037369076-pat00044
    에 의해서 보정하여 이용하고,
    여기서, α'는 이전의 FACTS 기기의 특성과 관련한 지수이고, β는 계통전압을 V 라 하고, 계통부하량을 W라 할 때, W/V, 1/V 및 W 중 하나의 식에 의해 대체될 수 있는 변수인 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 입력하는 단계는,
    Figure 112016037369076-pat00045
    의 범위를 조정하여 운전점 제어 범위를 조정하고,
    여기서, A는 0과 같거나 그보다 큰 정수이고, B는 0과 같거나 그보다 작은 정수인 것을 특징으로 하는 FACTS 기기 운전점 제어 방법.
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