KR101656730B1 - 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치 - Google Patents

단선도 기반의 배전계통 시각화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101656730B1
KR101656730B1 KR1020140124893A KR20140124893A KR101656730B1 KR 101656730 B1 KR101656730 B1 KR 101656730B1 KR 1020140124893 A KR1020140124893 A KR 1020140124893A KR 20140124893 A KR20140124893 A KR 20140124893A KR 101656730 B1 KR101656730 B1 KR 101656730B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
section
line
power
unit
node
Prior art date
Application number
KR1020140124893A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160033975A (ko
Inventor
최면송
Original Assignee
최면송
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 최면송 filed Critical 최면송
Priority to KR1020140124893A priority Critical patent/KR101656730B1/ko
Publication of KR20160033975A publication Critical patent/KR20160033975A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101656730B1 publication Critical patent/KR101656730B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B7/00—Enclosed substations, e.g. compact substations
    • H02B7/06—Distribution substations, e.g. for urban network
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C15/00—Clocks driven by synchronous motors
    • G04C15/0063—Synchronous clock systems, e.g. provided with radiolink or using transmission of alternating current via existing power distribution lines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices
    • H02H7/226—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices for wires or cables, e.g. heating wires
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/008—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks involving trading of energy or energy transmission rights

Abstract

본 발명은 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배전선로의 고장구간과 정전구간, 부하절체의 위치 및 방향을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구비되어 배전계통 운영자가 고장구간과 정전구간, 부하절체의 위치 및 방향을 용이하게 식별 가능하도록 한 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 토폴로지 해석부(100)와 트리 구성부(200) 및 트리 재배열부(300)가 구성된 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 있어서, 배전선로의 구간별로 설치되어진 차단기(CB, 1)와 개폐기(G, 2)에 각각 설치된 다수개의 고장표시기(Fault Indicator, 3)로부터 고장구간(fault section)을 검출하는 고장구간 검출부(400)와; 상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값을 계산하고, 계산된 다수개의 상기 노드 좌표값 간의 둘러싸기를 위한 임의의 좌표값들을 계산하는 둘러싸기 계산부(500)와; 상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 부하절체(load transfer)를 위한 상시개방점과 대응되는 단선도 상의 노드 좌표값을 계산하고, 상시개방점과 대응되는 노드의 레벨에 따라 부하절체의 방향을 계산하는 부하절체 위치 및 방향 계산부(600)를 포함하며; 또한, 상기 고장구간 검출부와 둘러싸기 계산부, 부하절체 위치 및 방향 계산부를 통해 검출 또는 계산된 데이터를 배전계통 운영자가 식별이 용이하도록 단선도 상에 표시하는 디스플레이부(700)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치를 제공한다.
따라서 본 발명에 의하면, 배전선로의 고장구간과 정전구간을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 배전선로에 발생된 고장구간과 정전구간을 단선도 상에서 용이하게 식별 가능하며, 정전복구를 위한 부하절체의 위치와 방향을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 정전복구 실행계획을 직관적으로 인식하여 배전계통 운영을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

단선도 기반의 배전계통 시각화 장치{Visualization apparatus for the single line diagram of distribution systems}
본 발명은 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배전선로의 고장구간과 정전구간, 부하절체의 위치 및 방향을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구비되어 배전계통 운영자가 고장구간과 정전구간, 부하절체의 위치 및 방향을 용이하게 식별 가능하도록 한 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배전선로의 전력계통 감시 및 제어를 위하여 원격지의 중앙제어실에는 배전자동화시스템(DAS, Distribution Automation System) 또는 배전관리시스템(DMS, Distribution Management System)이 운영되어지고 있다.
여기서, 상기 배전자동화시스템 혹은 배전관리시스템은 배전 계통도와 회선별 단선도가 각각 표시되어 배전선로의 전력계통 감시 및 제어가 이루어지며, 배전 계통도는 지리 정보 시스템(GIS, Geographic Information System)을 이용하여 지형도 상에 배전설비가 도시된 것으로 배전설비의 위치 파악을 위한 용도로 주로 사용되고, 회선별 단선도는 트리 구조를 이용하여 배전선로와 설비가 선과 노드로 도시된 것으로 설비 간 연결관계의 파악을 위한 용도로 사용되고 있다.
한편, 상기 회선별 단선도는 배전선로와 설비가 트리 구조로 도시됨에 따라 이를 생성하기 위한 기법 및 알고리즘(algorithm)이 학술논문 등에 개시되고 있으며 그 일례로 전기학회논문지 제59권 제5호에 개시된 ("배전선로 회선별단선도 자동생성 알고니즘", 손주환, 임성일 저자, 2010년 5월)이 제안된 바 있다.
또한, 대한민국 공개특허공보 제2013-0052891호(2013. 05. 23.)에는 지리 정보 시스템(GIS)의 계통 정보를 이용하여 배전선로를 추적하고 상기 배전선로에 포함되는 설비를 노드로 하는 트리를 구성하는 노드 추적부(11); 상기 트리를 이용하여 노드들의 레벨을 결정하고 상기 레벨에 따라 상기 노드들이 배열된 단선도를 생성하는 노드 배열부(14); 지리 정보 시스템의 위치 정보를 이용하여 상기 단선도상의 노드들을 재배열하는 재배열부(15)를 포함하는 배전계통 단선도 생성 시스템이 제안된 바 있다(도 1 참조).
그러나 위 제안된 학술논문 상의 기술과 대한민국 공개특허공보 상의 기술은, 단순히 회선별 단선도의 생성을 위한 기술만이 개시되어 있을 뿐, 배전선로에 빈번히 발생될 수 있는 고장구간(fault section)과 정전구간(outage section) 및 부하절체(load transfer)에 관한 모니터링 즉, 시각화 장치는 전혀 개시된 바 없으며, 기존의 회선별 단선도만으로는 원격지 중앙제어실의 배전계통 운영자가 위 고장구간과 정전구간, 부하절체의 위치 및 방향을 신속히 인지할 수 없고 이로 인하여 신속한 복구가 이루어질 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 배전선로 회선별 단선도의 문제점을 착안하여 단선도 상에 고장구간과 정전구간, 부하절체 위치 및 방향을 계산하고 표시하는 전혀 새로운 방식의 시각화 수단을 구비시켜 배전계통 운영자가 이를 신속히 인지하고 복구가 수행될 수 있도록 한 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치를 제안한다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는 배전선로의 고장구간과 정전구간, 부하절체의 위치 및 방향을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구비되어 배전계통 운영자가 고장구간과 정전구간, 부하절체의 위치 및 방향을 용이하게 식별 가능하도록 한 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 토폴로지 해석부(100)와 트리 구성부(200) 및 트리 재배열부(300)가 구성된 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 있어서, 배전선로의 구간별로 설치되어진 차단기(CB, 1)와 개폐기(G, 2)에 각각 설치된 다수개의 고장표시기(Fault Indicator, 3)로부터 고장구간(fault section)을 검출하는 고장구간 검출부(400)와; 상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값을 계산하고, 계산된 다수개의 상기 노드 좌표값 간의 둘러싸기를 위한 임의의 좌표값들을 계산하는 둘러싸기 계산부(500)와; 상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 부하절체(load transfer)를 위한 상시개방점과 대응되는 단선도 상의 노드 좌표값을 계산하고, 상시개방점과 대응되는 노드의 레벨에 따라 부하절체의 방향을 계산하는 부하절체 위치 및 방향 계산부(600)를 포함하며; 또한, 상기 고장구간 검출부와 둘러싸기 계산부, 부하절체 위치 및 방향 계산부를 통해 검출 또는 계산된 데이터를 배전계통 운영자가 식별이 용이하도록 단선도 상에 표시하는 디스플레이부(700)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 둘러싸기 계산부(500)는, 상기 배전선로에 발생된 건전한 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값 간의 둘러싸기는 직선형 또는 곡선형 중에서 어느 하나 방식이 선택되어 둘러싸기를 위한 임의의 좌표값들을 계산하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디스플레이부(700)는, 상기 고장구간 검출부로부터 검출된 고장구간 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 고장구간을 표시하는 고장구간 표시부(710)와, 상기 둘러싸기 계산부로부터 계산된 다수개의 노드와 임의의 점의 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 정전구간을 영역화하여 표시하는 둘러싸기 표시부(720)와, 상기 부하절체 위치 및 방향 계산부로부터 계산된 다수개의 노드의 좌표값과 방향값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 부하절체의 위치와 방향을 표시하는 부하절체 위치 및 방향 표시부(730)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치는, 배전선로의 연결관계(혹은 토폴로지) 또는 개폐기의 위치 변경 시 단선도 상에 위치가 변경되는 노드의 변경과정에 대한 최초 좌표값과 최종 좌표값을 입력받아 중간 좌표값을 계산하는 동적표시 계산부(810)와, 상기 동적표시 계산부로부터 계산된 중간점 좌표값과 최종점 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 노드와 아크의 위치 변경과정을 동적으로 표시하는 동적표시 디스플레이부(820)가 구비된 동적표시부(800)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 동적표시 계산부(810)는, 상기 최초 좌표값이 (
Figure 112014089014955-pat00001
,
Figure 112014089014955-pat00002
)이고 최종 좌표값이 (
Figure 112014089014955-pat00003
,
Figure 112014089014955-pat00004
)이며 중간과정이 총 M번 표시될 경우 중간과정에서의 노드의 중간 좌표값의 수식은 (
Figure 112014089014955-pat00005
,
Figure 112014089014955-pat00006
)(이때, 각 단계를 나타내는 변수 k는 0에서 M까지 1씩 증가)인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치는, 배전선로에 설치된 차단기, 개폐기, 분기점과 같은 전력설비 간의 선로구간의 긍장(distance)과 비례하여 단선도 상의 노드와 노드 간의 아크 길이를 표시하는 긍장 비례 표시부(900)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
1) 배전선로의 고장구간과 정전구간을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 배전선로에 발생된 고장구간과 정전구간을 단선도 상에서 용이하게 식별 가능하다.
2) 정전복구를 위한 부하절체의 위치와 방향을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 정전복구 실행계획을 직관적으로 인식하여 배전계통 운영을 용이하게 수행할 수 있다.
3) 배전선로 단선도 상에 배전선로의 연결관계(토폴로지) 또는 개폐기의 위치 변경 시 이를 동적으로 표시하는 동적표시부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 배전선로의 변경과정을 중간과정과 함께 용이하게 식별할 수 있다.
도 1은 종래의 배전계통 단선도 생성 시스템 및 방법을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치의 전체 구성을 블럭도로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배전선로 단선도 상에 시각화되어진 디스플레이부를 나타낸 도면
도 4의 (가), (나)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스플레이부의 둘러싸기 표시부의 싱글 그룹핑 타입과 다중 그룹핑 타입을 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부하절체 위치 및 방향 계산부의 부하절체 방향 설명을 위한 노드의 레벨이 표시된 트리(단선도)를 나타낸 도면
도 6의 (가) 내지 (라)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적표시부의 최초,중간과정,최종 단선도의 동적표시를 나타낸 도면
도 7의 (가), (나)는 기존 단선도와 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 긍장 비례 표시부가 적용된 단선도를 나타낸 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야하며 비록 종래기술과 동일한 부호가 표시되더라도 종래기술은 그 자체로 해석하여야 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.
먼저 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치의 핵심 기술적 구성수단을 설명함에 앞서, 본 발명은 종래의 배전선로의 전력계통 감시 및 제어를 위하여 원격지의 중앙제어실에서 운영되어지는 배전자동화시스템(DAS, Distribution Automation System) 또는 배전관리시스템(DMS, Distribution Management System) 상에 배전선로와 차단기(circuit breaker, CB)와 개폐기(switch, G)와 같은 배전설비만이 단순히 표시되는 일반적인 배전선로 단선도의 시각화 상의 한계가 있는 문제점을 해소하고자 고안된 전혀 새로운 방식의 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치이다.
도 2 내지 도 7을 참조하여, 본 발명은 바람직한 실시예에 따른 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치의 핵심 기술적 구성수단은, 토폴로지 해석부(100), 트리 구성부(200), 트리 재배열부(300), 고장구간 검출부(400), 둘러싸기 계산부(500), 부하절체 위치 및 방향 계산부(600), 디스플레이부(700), 동적표시부(800), 긍장 비례 표시부(900)로 이루어진다.
먼저 도 2를 참조하여, 상기 토폴로지 해석부(100), 트리 구성부(200), 트리 재배열부(300)는, 공지된 기술로서 대표적으로 전기학회논문지 제59권 제5호에 개시된 ("배전선로 회선별단선도 자동생성 알고니즘", 손주환, 임성일 저자, 2010년 5월)의 정렬 알고리즘과 충돌회피 알고리즘이 적용된 구성수단으로 이를 간략히 설명하면,
상기 토폴로지 해석부(100)는, 배전선로를 단선도로 표시하기에 앞서 배전선로와 후비 연계선로 및 전력설비의 연결관계 즉, 토폴로지(topology)를 해석하고, 해석된 토폴로지를 배전계통 데이터베이스(DB)에 저장하는 구성수단이다. 상기 배전계통 데이터베이스(DB, 20)에는 배전선로의 선로구간, 전력공급선로 및 개폐기 등의 데이터가 저장된다.
상기 트리 구성부(200)는, 상기 토폴로지 해석부(100)를 통해 해석된 배전선로의 토폴로지와 배전계통 데이터베이스를 기초로 단선도를 생성하는 구성수단으로서, 단선도의 자료구조는 일반적인 배전선로의 1개의 개폐기에서 최대 3개의 분기 선로를 갖는 특징을 이용한 3진트리이며, 개폐기와 분기점을 노드(node), 선로구간은 아크(arc)로 모델링 되어진다.
상기 트리 재배열부(300)는, 상기 트리 구성부를 통해 생성된 트리 즉, 배전선로 단선도의 편중 현상과 겹침 현상을 제거하기 위하여 정렬 알고리즘과 충돌회피 알고리즘을 이용하여 단선도를 재배열하는 구성수단이다.
한편, 상기 토폴로지 해석부(100), 트리 구성부(200), 트리 재배열부(300)를 통해 생성된 트리 즉, 배전선로 단선도의 노드와 아크는 각각의 좌표값으로 상기 배전계통 데이터베이스(DB, 20)에 저장되어진다.
다시 도 2를 참조하여, 상기 고장구간 검출부(400)는, 배전선로의 구간별로 설치되어진 차단기(CB, 1)와 개폐기(G, 2)에 각각 설치된 다수개의 고장표시기(Fault Indicator, 3)의 단말장치로부터 고장구간(fault section)을 검출하는 구성수단이다.
여기서, 검출된 고장구간은 후술하는 디스플레이부(700)를 통해 단선도 상에 시각화될 수 있도록 배전선로의 고장구간과 대응되는 단선도의 좌표값이 상기 배전계통 데이터베이스(DB, 20)에 저장되어진다.
도 2를 참조하여, 상기 둘러싸기 계산부(500)는, 상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값을 계산하고, 계산된 다수개의 상기 노드 좌표값 간의 둘러싸기를 위한 임의의 좌표값들을 계산하는 구성수단으로서, 계산된 노드 좌표값과 임의의 좌표값들은 상기 배전계통 데이터베이스(DB, 20)에 저장되어진다.
여기서, 상기 둘러싸기 계산부(500)는, 상기 배전선로에 발생된 건전한 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값 간의 둘러싸기는 직선형 또는 곡선형 중에서 어느 하나 방식이 선택되어 둘러싸기를 위한 임의의 좌표값들이 계산되어진다.
한편 임의의 좌표값들이란, 상기 둘러싸기 계산부를 통해 계산된 다수개의 상기 노드 좌표값을 기초로 다수개의 노드 간에 서로 연결하여 둘러싸기를 위한 노드와 노드 사이에 위치한 좌표값들을 나타내는 것으로, 직선형 또는 곡선형의 둘러싸기 방식에 따라 이에 대응되는 함수식을 이용하여 임의의 좌표값들을 구할 수 있다.
그 일례로, 곡선형 둘러싸기의 경우는 상기 둘러싸기 계산부를 통해 계산된 다수개의 상기 노드 좌표값을 입력받아 노드와 노드 간의 곡선형 임의의 좌표값들을 커브피팅(Curve Fitting)과 3차함수인 큐빅 스프라인(cubic spline)을 이용하여 계산되어지며, 이는 둘러싸기 계산부에 사전에 프로그램화되어 주어진 다수개의 노드 좌표값에 따라 임의의 좌표값들이 계산될 수 있도록 한다.
여기서, 커브피팅(Curve Fitting)은 곡선 맞춤으로 평면 위에 흩어진 점에 대하여 그들에게 알맞는 곡선을 계산하고 산출하는 방식을 말하며, 큐빅 스프라인(cubic spline)은 보간법(interpolation)의 하나로 몇 개의 점에 주어진 함수값을 기초로 그 점들 사이의 함수값을 3차함수를 이용하여 구하는 근사 계산법을 말하며 이는 공지된 기술로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
또한, 직선형 둘러싸기의 경우에도 보간법을 이용하여 주어진 다수개의 노드 좌표값에 따라 노드와 노드 간의 직선형을 잇는 임의의 좌표값들이 용이하게 계산될 수 있다.
한편, 상기 둘러싸기 계산부는, 후술하는 디스플레이부(700)의 둘러싸기 표시부(720)에 정전구간이 둘러싸기로 표시되되, 1개 영역의 정전구간을 1개의 둘러싸기로 표시되는 싱글 그룹핑 타입(single-grouping type) 또는 2개 이상의 둘러싸시고 표시되는 다중 그룹핑 타입(multi-grouping type)으로 표시될 수 있도록 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값을 입력받아 싱글 또는 다중 그룹핑을 위한 임의의 좌표값이 계산될 수도 있다(도 4 참조).
다시 도 2를 참조하여, 상기 부하절체 위치 및 방향 계산부(600)는, 상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 부하절체(load transfer)를 위한 상시개방점과 대응되는 단선도 상의 노드 좌표값을 계산하고, 상시개방점과 대응되는 노드의 레벨에 따라 부하절체의 방향을 계산하는 구성수단으로서, 계산된 노드 좌표값과 방향 데이터는 상기 배전계통 데이터베이스(DB, 20)에 저장되어진다.
여기서, 부하절체(load transfer)란, 상시개방점을 투입하여 부하의 일부 또는 전체를 다른 공급원으로 전환하는 것으로, 배전선로에 고장구간과 정전구간의 발생으로 인해 해당 부하에 본래 전기공급원 즉, 변전소나 배전 변전소로부터의 전기공급이 불가할 경우 해당 부하와 연결된 배전선로의 연계선로(connected line)에 설치되어진 다른 전기공급원으로 해당 부하의 전기공급원을 전환시키는 것이다.
이는 배전자동화시스템(DAS, Distribution Automation System)이 도입되면서 배전선로에 산재되어 있는 개폐기를 단말장치(FRTU : Feeder Remote Terminal Unit)를 통해 원격에서 감시 및 제어하는 것이 가능해졌고 고장정보 또한 원격에서 검출하고 고장분리 및 건전부하절체를 위한 조작명령을 내릴 수 있게 되었다.
따라서, 부하절체의 위치와 방향은 배전계통 운영에 있어서 정전복구 실행계획 수립 및 식별을 위한 중요한 요소이므로 후술하는 디스플레이부(700)의 부하절체 위치 및 방향 표시부(730)를 통해 단선도 상에 표시될 수 있도록 상기 부하절체 위치 및 방향 계산부(600)를 부하절체(load transfer) 상시개방점과 대응되는 단선도 상의 노드 좌표값과 방향 데이터가 계산되어진다.
한편, 부하절체의 방향 데이터 계산은, 단선도 상에 부하절체에 해당되는 노드의 레벨에 따라 결정되는 것으로, 노드의 레벨이 1,3,5,7.... 과 같이 홀수인 경우는 부하절체 방향이 단선도 상에서 왼쪽에서 오른쪽으로 된다. 만약 레벨이 2,4,6,8.... 과 같이 짝수인 경우는 위쪽 혹은 아래쪽이 될 수 있는데 이는 상위레벨에서 분기될 때 어느 태그로 분기되었는지에 따라 결정된다. 만약 오른쪽(시계방향)으로 분기되는 태그에 연결된 경우는 아랫방향이 부하절체 방향이 되며, 왼쪽(반시계방향)으로 분기된 경우에는 위쪽 방향이 부하절체 방향이 된다(도 5 참조).
도 2와 도 3을 참조하여, 상기 디스플레이부(700)는, 상기 고장구간 검출부(400)와 둘러싸기 계산부(500), 부하절체 위치 및 방향 계산부(600)를 통해 검출 또는 계산된 데이터를 배전계통 운영자가 식별이 용이하도록 단선도(10) 상에 표시하는 구성수단으로서, 상기 배전계통 데이터베이스(DB, 20)에 저장된 데이터를 취합하여 단선도 상에 시각화되어 표시되도록 한다.
여기서, 상기 디스플레이부(700)는, 상기 고장구간 검출부로부터 검출된 고장구간 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 고장구간을 표시하는 고장구간 표시부(710)와, 상기 둘러싸기 계산부로부터 계산된 다수개의 노드와 임의의 점의 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 정전구간을 영역화하여 표시하는 둘러싸기 표시부(720)와, 상기 부하절체 위치 및 방향 계산부로부터 계산된 다수개의 노드의 좌표값과 방향값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 부하절체의 위치와 방향을 표시하는 부하절체 위치 및 방향 표시부(730)가 구비된다.
상기 고장구간 표시부(710)는, “
Figure 112014089014955-pat00007
” 와 같은 기호를 단선도 상에 시각화하여 배전계통 운영자가 고장구간의 식별이 용이하도록 한다.
상기 둘러싸기 표시부(720)는, 단선도 상에 정전구간을 직선형 또는 곡선형의 둘러싸기를 싱글 그룹핑 타입(single-grouping type) 또는 다중 그룹핑 타입(multi-grouping type)으로 시각화하여 배전계통 운영자가 정전구간의 식별이 용이하도록 하며, 상기 직선형 또는 곡선형의 둘러싸기와 싱글 그룹핑 타입 및 다중 그룹핑 타입은 전술한 둘러싸기 계산부에서 상세히 설명하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다. 한편 싱글 그룹핑 타입과 다중 그룹핑 타입은 도 4와 같이 시각화되어 질 수 있다.
상기 부하절체 위치 및 방향 표시부(730)는, 단선도 상에 부하절체의 위치와 방향을 화살표와 같은 기호로 시각화하여 배전계통 운영자가 부하절체의 위치와 방향의 식별이 용이하도록 한다.
도 2와 도 6을 참조하여, 상기 동적표시부(800)는, 배전선로 공사 또는 정전복구를 위한 배전선로의 선로변경 또는 개폐기 위치의 변경 발생 시 단선도 상에 전력 심볼의 노드와 아크의 변경과정을 동적으로 표시하는 구성수단으로서, 배전선로의 연결관계(혹은 토폴로지) 또는 개폐기의 위치 변경 시 단선도 상에 위치가 변경되는 노드의 변경과정에 대한 최초 좌표값과 최종 좌표값을 입력받아 중간 좌표값을 계산하는 동적표시 계산부(810)와, 상기 동적표시 계산부로부터 계산된 중간점 좌표값과 최종점 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 노드와 아크의 위치 변경과정을 동적으로 표시하는 동적표시 디스플레이부(820)가 구비된다.
다시 말해서, 상기 동적표시부(800)는, 기존의 단선도로부터 변경된 단선도로 변경 될 때 에니메이션 효과를 부가하여 변경되는 단선도의 중간과정을 점진적으로 시각화하여 표시함으로써, 배전계통 운영자가 이를 모니터링하며 기존의 단선도의 노드, 즉 전력심볼이 변경된 단선도에서 어디로 이동했는지 용이하게 인지할 수 있다.
또한, 동적표시부의 동적표시 계산부(810)는, 배전계통 데이터베이스(20)에 저장된 단선도의 각 노드의 좌표값을 기초로 최초 좌표값 즉, 기존 노드의 좌표값과 최종 좌표값 즉, 최종 변경된 노드의 좌표값을 용이하게 계산할 수 있으며, 주어진 상기 최초 좌표값과 최종 좌표값을 기초로 중간 좌표값을 계산할 수 있다.
그 일례로, 최초 좌표값이 (
Figure 112014089014955-pat00008
,
Figure 112014089014955-pat00009
)이고, 최종 좌표값이 (
Figure 112014089014955-pat00010
,
Figure 112014089014955-pat00011
)이며 동적표시를 위한 중간과정이 총 M번 표시될 경우 임의의 중간과정에서의 노드의 중간 좌표값은 (
Figure 112014089014955-pat00012
,
Figure 112014089014955-pat00013
) 으로 계산될 수 있고 이때 각 단계를 나타내는 변수 k는 0(최초상태)에서 M(최종상태)까지 1씩 증가하며, 구간 즉 아크는 노드와 노드를 연결하므로, 트리의 연결관계에 따라, 위에서 계산된 각 노드의 좌표를 연결하는 것으로 도시될 수 있다.
또한, 도 7을 참조하여, 본 발명의 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치는, 배전선로에 설치된 차단기, 개폐기, 분기점과 같은 전력설비 간의 선로구간의 긍장(distance)과 비례하여 단선도 상의 노드와 노드 간의 아크 길이를 표시하는 긍장 비례 표시부(900)가 더 포함되어 구성될 수 있으며, 이는 기존 단선도는 노드와 노드 간의 아크 길이가 실제 배전선로의 각각의 선로구간 긍장과 관계없이 일정히 길이로만 도시되어 단선도만으로는 실제 선로구간의 길이를 식별할 수 없는 문제점을 해결하고자 구성된 것으로써, 상기 긍장 비례 표시부(900)를 통해 실제 배전선로의 각각의 선로구간 긍장과 비례하여 단선도 상의 노드와 노드 간의 아크 길이가 표시되도록 하여 배전계통 운영자가 단선도만으로도 각각의 선로구간의 긍장을 용이하게 비교할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치는, 배전선로의 고장구간과 정전구간을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 배전선로에 발생된 고장구간과 정전구간을 단선도 상에서 용이하게 식별 가능하며, 정전복구를 위한 부하절체의 위치와 방향을 계산하고 이를 단선도 상에 표시하는 디스플레이부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 정전복구 실행계획을 직관적으로 인식하여 배전계통 운영을 용이하게 수행할 수 있다.
또한, 배전선로 단선도 상에 배전선로의 연결관계(토폴로지) 또는 개폐기의 위치 변경 시 이를 동적으로 표시하는 동적표시부가 구성됨으로써, 배전계통 운영자가 배전선로의 변경과정을 중간과정과 함께 용이하게 식별할 수 있는 효과가 있다.
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 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 차단기 2: 개폐기
3: 고장표시기 10: 배전선로 단선도
100: 토폴로지 해석부 200: 트리 구성부
300: 트리 재배열부 400: 고장구간 검출부
500: 둘러싸기 계산부
600: 부하절체 위치 및 방향 계산부
700: 디스플레이부 710: 고장구간 표시부
720: 둘러싸기 표시부
730: 부하절체 위치 및 방향 표시부
800: 동적표시부 810: 동적표시 계산부
820: 동적표시 디스플레이부 900: 긍장 비례 표시부

Claims (6)

  1. 토폴로지 해석부(100)와 트리 구성부(200) 및 트리 재배열부(300)가 구성된 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치에 있어서,
    배전선로의 구간별로 설치되어진 차단기(CB, 1)와 개폐기(G, 2)에 각각 설치된 다수개의 고장표시기(Fault Indicator, 3)로부터 고장구간(fault section)을 검출하는 고장구간 검출부(400)와;
    상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값을 계산하고, 계산된 다수개의 상기 노드 좌표값 간의 둘러싸기를 위한 임의의 좌표값들을 계산하는 둘러싸기 계산부(500)와;
    상기 고장구간 검출부를 통해 검출된 고장구간의 격리(isolation)와 계획 정전으로 인해 발생되는 건전한 정전구간의 부하절체(load transfer)를 위한 상시개방점과 대응되는 단선도 상의 노드 좌표값을 계산하고, 상시개방점과 대응되는 노드의 레벨에 따라 부하절체의 방향을 계산하는 부하절체 위치 및 방향 계산부(600)를 포함하며;
    또한, 상기 고장구간 검출부와 둘러싸기 계산부, 부하절체 위치 및 방향 계산부를 통해 검출 또는 계산된 데이터를 배전계통 운영자가 식별이 용이하도록 단선도 상에 표시하는 디스플레이부(700)가 더 포함되고,
    상기 둘러싸기 계산부(500)는, 상기 배전선로에 발생된 건전한 정전구간의 외곽 개폐기와 대응되는 단선도 상의 다수개의 노드 좌표값 간의 둘러싸기는 직선형 또는 곡선형 중에서 어느 하나 방식이 선택되어 둘러싸기를 위한 임의의 좌표값들을 계산하는 것을 특징으로 하는 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부(700)는, 상기 고장구간 검출부로부터 검출된 고장구간 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 고장구간을 표시하는 고장구간 표시부(710)와,
    상기 둘러싸기 계산부로부터 계산된 다수개의 노드와 임의의 점의 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 정전구간을 영역화하여 표시하는 둘러싸기 표시부(720)와,
    상기 부하절체 위치 및 방향 계산부로부터 계산된 다수개의 노드의 좌표값과 방향값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 부하절체의 위치와 방향을 표시하는 부하절체 위치 및 방향 표시부(730)가 구비되는 것을 특징으로 하는 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치는, 배전선로의 연결관계(혹은 토폴로지) 또는 개폐기의 위치 변경 시 단선도 상에 위치가 변경되는 노드의 변경과정에 대한 최초 좌표값과 최종 좌표값을 입력받아 중간 좌표값을 계산하는 동적표시 계산부(810)와,
    상기 동적표시 계산부로부터 계산된 중간점 좌표값과 최종점 좌표값의 데이터를 입력받아 단선도 상에 노드와 아크의 위치 변경과정을 동적으로 표시하는 동적표시 디스플레이부(820)가 구비된 동적표시부(800)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 동적표시 계산부(810)는, 상기 최초 좌표값이 (
    Figure 112014089014955-pat00014
    ,
    Figure 112014089014955-pat00015
    )이고 최종 좌표값이 (
    Figure 112014089014955-pat00016
    ,
    Figure 112014089014955-pat00017
    )이며 중간과정이 총 M번 표시될 경우 중간과정에서의 노드의 중간 좌표값의 수식은 (
    Figure 112014089014955-pat00018
    ,
    Figure 112014089014955-pat00019
    )(이때, 각 단계를 나타내는 변수 k는 0에서 M까지 1씩 증가)인 것을 특징으로 하는 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치는, 배전선로에 설치된 차단기, 개폐기, 분기점과 같은 전력설비 간의 선로구간의 긍장(distance)과 비례하여 단선도 상의 노드와 노드 간의 아크 길이를 표시하는 긍장 비례 표시부(900)가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치.
KR1020140124893A 2014-09-19 2014-09-19 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치 KR101656730B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140124893A KR101656730B1 (ko) 2014-09-19 2014-09-19 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140124893A KR101656730B1 (ko) 2014-09-19 2014-09-19 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160033975A KR20160033975A (ko) 2016-03-29
KR101656730B1 true KR101656730B1 (ko) 2016-09-22

Family

ID=55661837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140124893A KR101656730B1 (ko) 2014-09-19 2014-09-19 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101656730B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019172519A1 (ko) * 2018-03-09 2019-09-12 엘에스산전 주식회사 전력선 통신을 이용한 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템
KR20220085630A (ko) 2020-12-15 2022-06-22 한국전력공사 배전 계통 관계 집합 기반 데이터 매칭 방법 및 배전 계통 통합 db 시스템
KR20230134174A (ko) * 2022-03-14 2023-09-21 박운학 복수의 전력 시스템의 계통을 점검 및 일치화하기 위한 방법, 서버 및 컴퓨터프로그램

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101986891B1 (ko) * 2017-07-19 2019-06-07 경남대학교 산학협력단 개폐기 상태 및 정전구간의 모니터링이 용이한 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치
CN107611942A (zh) * 2017-08-29 2018-01-19 国网江苏省电力公司淮安供电公司 一种结合形式化方法的智能配电网故障定位与恢复方法
CN108521123B (zh) * 2018-04-26 2020-02-14 福建积微科技有限公司 一种可视化的多联络点配电网故障区段关联方法
CN111309836B (zh) * 2020-02-11 2022-08-16 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种10kV配电线路单线图自动成图方法及系统
CN113570345B (zh) * 2021-08-13 2024-01-19 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司 一种基于施工项目电路图的停电范围自动识别系统
KR102648358B1 (ko) * 2022-03-14 2024-03-18 박운학 분산전원을 포함하는 전력 시스템에서 전력 수요 계산 및 보호협조 기준 계산의 편의성을 제공하는 단선도를 생성하는 방법, 서버 및 컴퓨터프로그램

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001309552A (ja) * 2000-04-24 2001-11-02 Nippon Kouatsu Electric Co 事故区間切離しシステム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63245224A (ja) * 1987-03-31 1988-10-12 株式会社東芝 電力系統の監視制御装置
KR101268608B1 (ko) * 2011-08-16 2013-05-29 한국전력공사 배전계통 고장구간 검출 장치 및 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001309552A (ja) * 2000-04-24 2001-11-02 Nippon Kouatsu Electric Co 事故区間切離しシステム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019172519A1 (ko) * 2018-03-09 2019-09-12 엘에스산전 주식회사 전력선 통신을 이용한 배전반 내 차단기의 계통 분석 시스템
KR20220085630A (ko) 2020-12-15 2022-06-22 한국전력공사 배전 계통 관계 집합 기반 데이터 매칭 방법 및 배전 계통 통합 db 시스템
KR20230134174A (ko) * 2022-03-14 2023-09-21 박운학 복수의 전력 시스템의 계통을 점검 및 일치화하기 위한 방법, 서버 및 컴퓨터프로그램
KR102648359B1 (ko) 2022-03-14 2024-03-18 박운학 복수의 전력 시스템의 계통을 점검 및 일치화하기 위한 방법, 서버 및 컴퓨터프로그램

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160033975A (ko) 2016-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101656730B1 (ko) 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치
JP2014138553A (ja) 予測される負荷に基づいて電力を復旧する方法及びシステム
EP2779350B1 (en) Direct current transmission and distribution system and method of operating the same
CN105467276B (zh) 一种线路故障监测方法和系统
KR101986891B1 (ko) 개폐기 상태 및 정전구간의 모니터링이 용이한 단선도 기반의 배전계통 시각화 장치
CN107078498A (zh) 用于使用智能熔断器定位故障并将网络操作状态通信至公用事业工作人员的系统和方法
US11100262B2 (en) Substation voltage replica based on digital voltage
Chouhan et al. Optimal number and placement of automated sectionalizing switches for smart grid distribution automation
KR101853117B1 (ko) 적어도 하나의 라인 섹션을 포함하는 전기 그리드에서 회로 단락을 로케이팅하기 위한 방법
US8970600B2 (en) Method for visualization of transmission flow in a system, an operator terminal and a supervisory control system
Chauhan et al. Intelligent SCADA system
JP5550389B2 (ja) 自家発電システム
Viet et al. Automation and reliability improvement for distribution feeder
KR102414495B1 (ko) 조류 방향 표시 변전소 시스템
JPH03198623A (ja) 配電系統監視制御装置
KR102208825B1 (ko) 보호 계전 장치
CN105322654A (zh) 架空线当前状态显示方法及装置
JP5748832B2 (ja) 監視制御システム
JP6162661B2 (ja) 遮断電流分析装置、遮断電流分析システム
JP6116428B2 (ja) 電力系統監視制御装置およびその制御方法
Sofroniou et al. Protection challenges for the overhead/underground/undersea double circuit 400 kV EHV GIS Aliveri-System transmission line
JPH09107634A (ja) 配電系統監視制御装置
CN104752985A (zh) 一种智能变电站二次设备交互图形表示、使用方法和装置
JP2012019597A (ja) 選択装置
Shaikat Application of Supervisory Control and Data Acquisition System in AIT Electrical Distribution Network (22kV 400V/230V)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant