KR101726341B1 - Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법 - Google Patents

Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101726341B1
KR101726341B1 KR1020150139819A KR20150139819A KR101726341B1 KR 101726341 B1 KR101726341 B1 KR 101726341B1 KR 1020150139819 A KR1020150139819 A KR 1020150139819A KR 20150139819 A KR20150139819 A KR 20150139819A KR 101726341 B1 KR101726341 B1 KR 101726341B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ref
microgrid
micro
grid
pmu
Prior art date
Application number
KR1020150139819A
Other languages
English (en)
Inventor
박정욱
이수형
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
한국전기연구원
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 연세대학교 산학협력단, 한국전기연구원 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020150139819A priority Critical patent/KR101726341B1/ko
Priority to US14/964,954 priority patent/US10108153B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101726341B1 publication Critical patent/KR101726341B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • Y04S10/545—

Abstract

본 발명은 PMU 취득 동기화 데이터 기반의 계통해석 및 이를 통한 정확한 운전점 제공을 통해 각 컨버터 기반 전원이 정확히 운전되도록 한 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법에 관한 것으로, 복수의 분산전원 기기가 연계되는 지점의 전압 및 위상을 결정하는 컨버터들을 갖는 독립형 마이크로그리드;독립형 마이크로그리드에 구비되는 컨버터들을 제어하기 위하여 각각의 컨버터들에 대응하여 구성되고, 노이즈가 없는 정현파 신호를 기반으로 각각의 컨버터들의 스위치 동작을 제어하는 컨버터 제어기;최초의 동작기준값(V g _ ref ,o 및 Pg _ ref ,o)을 제공하는 마이크로그리드 EMS(Microgrid Energy Management System)를 구비하고, 마이크로그리드 운영을 위한 발전예측, 경제급전 기능을 수행하고, 하위의 설비의 운전 상태를 자동 감시 및 제어하는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 기능을 수행하는 마이크로그리드 제어센터;를 포함하는 것이다.

Description

ＰＭＵ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법{Inverter Based Stand Alone Microgrid System Using ＰＭＵ and Method for operating control the same}
본 발명은 독립형 마이크로그리드에 관한 것으로, 구체적으로 PMU 취득 동기화 데이터 기반의 계통해석 및 이를 통한 정확한 운전점 제공을 통해 각 컨버터 기반 전원이 정확히 운전되도록 한 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법에 관한 것이다.
최근 스마트그리드의 대두와 함께 국내외적으로 도서지방이나 오지에서는 풍력, 태양광 등의 분산전원과 에너지 저장장치를 이용하여 기존 전력망과 독립된 형태의 마이크로그리드 전력망이 많이 사용되고 있으나, 고장이 많고 낮은 신뢰성으로 인해 빈번한 유지보수가 필요한 문제가 있다.
마이크로그리드 전력망은 연계방식과 제어방법에 따라 분류할 수 있다.
연계방식에 따라 분류하면, 구성요소들을 교류로 연결한 AC 마이크로그리드와 직류로 연결한 DC 마이크로그리드로 구분할 수 있다.
AC 마이크로그리드는 기존의 배전망을 그대로 활용하는 장점이 있으나, 동기화, 안정도, 무효전력 문제를 야기한다.
제어 방법에 따른 분류로는, 먼저 중앙제어기를 두고 구성요소들의 전력량을 실시간으로 측정하여 시스템을 운용하는 방식이 있다. 이 방식은 전력량을 측정하기 위한 센서와 측정된 데이터를 중앙제어기로 전송하는 통신망을 필요로 한다.
고속 통신망을 사용하여 중앙에서 각 기기들의 정보를 신속하게 전달받아 제어함으로써 전력망의 원활한 운용이 가능하다는 장점이 있지만, 풍력 발전, 태양광 발전 등의 분산전원을 사용하는 경우 풍량이나 태양 광량 등에 대한 기후 예측 알고리즘이 필요하고 통신에 대한 의존도가 높다는 단점이 있다.
또한, 이 방식은 운용알고리즘이　개별 전원의 출력제어에 초점을　두므로, 독립형 마이크로그리드의 전압 및 주파수 유지능력이 없어　계통연계 마이크로그리드에만 적용이 가능하다.
다른 제어 방식으로는 마이크로그리드 전력망의 각각의 요소(분산전원, 에너지 저장장치 등)에 연계된 각각의 컨버터가 연계된 요소에 대한 제어를 독자적으로 수행하는 자율제어방식이 있다.
이 방식은 연계되는 각 요소가 어느 정도 독립적으로 자신의 동작을 스스로 제어하면서도 전체적으로 마이크로그리드 전력망의 원활한 운용을 꾀하는 방식이다.
이 방식에 의하면 고가의 통신시스템을 요구하지 않으며 가벼운 운영 알고리즘으로 자율적 수요관리가 가능하지만, 기기간의 상태 전달이 안되므로 에너지 저장장치에 과도한 부담을 주어 수명이 급격히 떨어질 수 있고 분산전원의 효율적인 운용이 어려우며 각 요소 간에 순환전류가 흐를 수 있다는 단점이 있다.
그러나 이 자율제어방식은 고속 통신망이 필요하지 않고 기후 예측 알고리즘 및 복잡한 제어 알고리즘을 사용할 필요가 없다는 장점이 있으므로 계통과 분리되어 운영되는 독립형(stand-alone) 마이크로그리드 전력망에 적용이 적합하다.
독립형 마이크로그리드는 기존 전력망과 단절되어 독립적으로 운영되므로 운영 시에 전력균형을 유지하는 것이 가장 중요한 요소이자 신뢰도를 결정짓는 기술이 된다.
이와 같이 자율제어방식을 독립형 마이크로그리드에 적용할 경우 고속 통신망, 기후 예측 알고리즘 및 복잡한 중앙 제어 알고리즘이 필요 없다는 장점이 있으나 순환전류의 발생과 에너지 저장장치의 과도한 사용에 의한 수명 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 자율제어방식을 기반으로 하여 독립형 마이크로그리드 전력망을 제어하는 경우 마이크로그리드 전력망의 전력 균형에 의한 신뢰도 향상, 전력요소 간의 순환전류의 억제 및 에너지 저장장치의 수명 향상 등을 위한 제어 방법이 요구된다.
독립형 마이크로그리드에 복수의 컨버터기반 분산전원 기기가 연계된 경우, 각 컨버터의 상대적인 전압 및 위상에 따라 조류의 흐름이 결정된다.
조류의 흐름은 각 컨버터 출력을 결정하므로, 개별 컨버터가 연계된 지점의 전압 및 위상을 결정하는 것은 매우 중요한 문제가 된다. 개별 컨버터의 출력을 각각 직접 제어하는 기존의 P,Q 제어방식은 계통을 매우 불안하게 하므로 사용할 수 없는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2014-0098431호 대한민국 공개특허 제10-2014-0100671호
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 마이크로그리드 시스템의 문제를 해결하기 위한 것으로, PMU 취득 동기화 데이터 기반의 계통해석 및 이를 통한 정확한 운전점 제공을 통해 각 컨버터 기반 전원이 정확히 운전되도록 한 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 GPS 시각 동기화 기술을 적용하여 모든 컨버터가 동일한 전압, 주파수, 및 위상을 유지하여 깨끗한 정현파 신호를 기반으로 각각의 스위치를 동작시킬 수 있도록 한 컨버터의 새로운 제어방법과 연동하여 수초 수준의 느린 운전점 제공에도 계통을 유지하는 특성을 갖는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 시각 동기화를 이용한 인버터 제어기가 수초 수준의 느린 운전점 제공에도 계통을 유지하는 특성을 활용하여 계통해석에 소요되는 계산자원이 매우 적으며, 중앙 제어센터의 신호 지연 및 단절 등 불안정한 통신환경에서도 강인한 계통 운영능력을 갖도록 한 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템은 복수의 분산전원 기기가 연계되는 지점의 전압 및 위상을 결정하는 컨버터들을 갖는 독립형 마이크로그리드;독립형 마이크로그리드에 구비되는 컨버터들을 제어하기 위하여 각각의 컨버터들에 대응하여 구성되고, 노이즈가 없는 정현파 신호를 기반으로 각각의 컨버터들의 스위치 동작을 제어하는 컨버터 제어기;최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 마이크로그리드 EMS(Microgrid Energy Management System)를 구비하고, 마이크로그리드 운영을 위한 발전예측, 경제급전 기능을 수행하고, 하위의 설비의 운전 상태를 자동 감시 및 제어하는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 기능을 수행하는 마이크로그리드 제어센터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 각각의 마이크로그리드에 연결 구성되는 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)들을 관할하는 멀티 마이크로그리드 제어 타워를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 개별 마이크로그리드에 설치된 시각동기화기반 측정장비(PMU)를 통해 취득한 데이터가 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)에 주기적으로 전송되고, 상위 멀티 마이크로그리드 제어 타워에서 멀티마이크로그리드 상호연계를 위한 명령을 하달하는 구조인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 마이크로그리드 EMS는, 현재의 부하, 발전량, SOC 및 미래의 예측된 부하, 발전량 패턴을 토대로 마이크로그리드 내의 컨버터기반 발전기(CBG:Converter Based Generation)출력 및 에너지저장장치(ESS:Energy Storage System)의 입.출력량을 결정하여 최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 마이크로그리드 제어센터는, 측정 장비로부터 전송된 현재의 CBG 및 ESS 동작값(V g 및 P g)을 최초의 동작 기준값(V g_ ref ,o 및 P g_ ref ,o)과 비교하여 수정된 동작기준값(V g_ ref 및 P g_ ref )을 제공하는 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)은, 마이크로그리드 EMS가 새로운 최초 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하기 전까지는 지속적으로 동작하여 오차를 줄이고, 매 동작마다 수정된 동작 기준 값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)과 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 마이크로그리드 제어센터는, 수정된 동작 기준 값(V g _ ref 및 P g_ ref )이 전달되었을 때의 실제 시스템 측정값(P, Q, δ, V)을 비교하여 오차가 심한 경우 시스템모델을 수정보완하는 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)은 수정된 동작기준값을 사용한 조류계산 결과와 실제 시스템 측정값을 반복적으로 비교하여 마이크로그리드임피던스(Zmg)를 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)을 위한 모델에 반영하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 마이크로그리드 제어센터는, 현재 측정된 부하(P L 및 Q L)를 적용한 모델에 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)에서 수정된 동작기준값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하고, 주어진 조건을 만족하는 CBG의 위상각(δg_ ref )을 구하는 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)은 여러 개의 마이크로그리드가 연계된 멀티마이크로그리드의 경우 상위 멀티마이크로그리드 제어 타워에서 하달된 동작기준값(V 6_ ref 및 P 6_ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하며, 해당값은 멀티마이크로그리드간의 전력전송에 이용되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 마이크로그리드 제어센터는, 멀티마이크로그리드간의 전력전송 및 연계를 제어하는 타이 라인 제어 수단(Tie Line Control)을 포함하고, 타이 라인 제어 수단은 상시 연계되어있는 상황에서는 조류계산을 통해 전송된 동작기준값(V g _ ref 및 δg_ ref )을 그대로(V g_ ref_ mod 및 δg_ ref_ mod)로 사용하고, 분리된 멀티마이크로그리드 간의 연계를 진행하는 상황에서는 양연계 모선의 전압크기 및 위상을 상위 멀티마이크로그리드 제어 타워에서 전송된 동작기준점수정분(ΔV g _ ref 및 Δδg_ ref )을 반영하여 동기화를 진행하는 것을 특징으로 한다.
그리고 컨버터 제어기는, GPS로부터 시각 정보를 수신하는 GPS 수신기와,GPS 신호로부터 교정되어 시각을 제공하는 내부 클럭과,상기 내부 클럭에서 제공하는 시각을 기준으로 전압의 크기 및 위상 기준신호에 따라 정현파를 발생하는 함수 발생기와,상기 컨버터에서 사용되는 고조파 캐리어 신호를 발생하는 고조파 캐리어 신호 발생기와,상기 함수 발생기의 정현파와 고조파 캐리어 신호 발생기의 캐리어 신호를 비교하여 PWM 신호를 발생시키는 PWM 신호 발생부와,PWM 신호 발생부의 PWM 신호를 컨버터의 IGBT 스위치의 게이트에 인가하여 스위치를 동작시키는 스위치 동작 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 컨버터 제어기는, GPS 시각 동기화를 통하여 독립형 마이크로그리드에 구비되는 모든 컨버터들이 동일한 전압, 주파수, 위상을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법은 개별 마이크로그리드에 설치된 시각동기화기반 측정장비(PMU)를 통해 데이터를 취득하는 단계;데이터 취득 단계에서의 데이터를 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)에 주기적으로 전송하는 단계;마이크로그리드 제어센터의 마이크로그리드 EMS가 마이크로그리드내의 컨버터기반 발전기(CBG) 출력 및 에너지저장장치(ESS)의 입.출력량을 결정하여 최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 단계;마이크로그리드 EMS로부터 받은 명령을 계통 상황을 고려하여 수정하는 데이터 수정 단계;PMU 취득 동기화 데이터 기반의 계통해석을 통하여 운전점을 제공하여 각 컨버터기반 전원 운전을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 단계는, 현재의 부하, 발전량, SOC 및 미래의 예측된 부하, 발전량 패턴을 기준으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 수정 단계는, 측정 장비로부터 전송된 현재의 CBG 및 ESS 동작값(V g 및 P g)을 최초의 동작 기준값(V g_ ref ,o 및 P g_ ref ,o)과 비교하여 수정된 동작기준값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 수정 단계는, 마이크로그리드 EMS가 새로운 최초 동작기준값(V g _ ref ,o 및 Pg _ ref ,o)을 제공하기 전까지는 지속적으로 동작하여 오차를 줄이고, 매 동작마다 수정된 동작 기준 값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)과 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 수정 단계에서, 수정된 동작 기준 값(V g _ ref 및 P g _ ref )이 전달되었을 때의 실제 시스템 측정값(P, Q, δ, V)을 비교하여 오차가 심한 경우 시스템 모델을 수정 보완하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 시스템 모델을 수정 보완하는 단계는, 수정된 동작기준값을 사용한 조류계산 결과와 실제 시스템 측정값을 반복적으로 비교하여 마이크로그리드임피던스(Zmg)를 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)을 위한 모델에 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 데이터 수정 단계는, 현재 측정된 부하(P L 및 Q L)를 적용한 모델에 수정된 동작기준값(V g_ ref 및 P g_ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하고, 주어진 조건을 만족하는 CBG의 위상각(δg_ ref )을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, PMU 취득 동기화 데이터 기반 계통해석 및 이를 통한 정확한 운전점 제공을 통해 각 컨버터기반 전원이 정확히 운전되도록 한다.
둘째, 시각 동기화를 이용한 인버터 제어기의 특성을 활용하여 계통해석에 소요되는 계산자원이 매우 적으며, 중앙 제어센터의 신호 지연 및 단절 등 불안정한 통신환경에서도 강인한 계통 운영능력을 갖도록 한다.
셋째, GPS 시각 동기화 기술을 적용하여 모든 컨버터가 동일한 전압, 주파수, 및 위상을 유지하여 깨끗한 정현파 신호를 기반으로 각각의 스위치를 동작시킬 수 있도록 한다.
넷째, GPS 시각 동기화 기술을 적용하여 깨끗한 정현파 신호를 기반으로 각각의 스위치를 동작시키는 컨버터 제어기 및 마이크로그리드 연계 기술 제공하여 효율적인 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 마이크로그리드 제어 센터가 적용되는 전체 마이크로그리드 시스템의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 컨버터 제어기의 구성도
도 4는 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법을 나타낸 플로우차트
도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어에 따른 특성 그래프
이하, 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 구성도이다.
그리고 도 2는 본 발명에 따른 마이크로그리드 제어 센터가 적용되는 전체 마이크로그리드 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 컨버터 제어기의 구성도이다.
본 발명은 PMU(Phasor Measurement Unit) 취득 동기화 데이터 기반 계통해석 및 이를 통한 정확한 운전점 제공을 통해 각 컨버터기반 전원이 정확히 운전되도록 하고, 계통해석에 소요되는 계산자원이 매우 적으며, 중앙 제어센터의 신호 지연 및 단절 등 불안정한 통신환경에서도 강인한 계통 운영능력을 갖도록 한 것이다.
본 발명은 GPS(Global Positioning System) 시각 동기화 기술을 적용하여 모든 컨버터가 동일한 전압, 주파수, 및 위상을 유지하여 깨끗한 정현파 신호를 기반으로 각각의 스위치를 동작시키는 컨버터 제어기 및 마이크로그리드 연계 기술 제공할 수 있도록 한 것이다.
본 발명에 따른 마이크로그리드 제어 센터가 적용되는 전체 마이크로그리드 시스템의 구성은 도 2에서와 같이, 복수의 분산전원 기기가 연계되는 지점의 전압 및 위상을 결정하는 컨버터들을 갖는 독립형 마이크로그리드(300)들과, 독립형 마이크로그리드에 구비되는 컨버터들을 제어하기 위하여 각각의 컨버터들에 대응하여 구성되고, GPS 시각 동기화에 의해 모든 컨버터들이 동일한 전압, 주파수, 및 위상을 유지하여 노이즈가 없는 정현파 신호를 기반으로 각각의 컨버터들의 스위치 동작을 제어하는 컨버터 제어기(200)와, 마이크로그리드 운영을 위한 발전예측, 경제급전 기능을 수행하는 상위 제어시스템과, 하위의 설비의 운전 상태를 자동 감시 및 제어하는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 기능을 수행하는 하위 제어시스템으로 구성되는 마이크로그리드 EMS(Microgrid Energy Management System)를 구비하는 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)(100)와, 각각의 마이크로그리드에 연결 구성되는 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)들을 관할하는 멀티 마이크로그리드 제어 타워(400)를 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 마이크로그리드 시스템은 개별 마이크로그리드에 설치된 시각동기화기반 측정장비(PMU)를 통해 취득한 데이터가 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)(100)에 주기적으로 전송되고, 상위 멀티 마이크로그리드 제어 타워(400)에서 멀티마이크로그리드 상호연계를 위한 명령 하달하는 구조이다.
이와 같은 구성을 갖는 마이크로그리드 시스템의 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)(100)의 상세 구성은 도 1에서와 같다.
먼저, 현재의 부하, 발전량, SOC 및 미래의 예측된 부하, 발전량 패턴을 토대로 마이크로그리드내의 컨버터기반 발전기(CBG:Converter Based Generation)출력 및 에너지저장장치(ESS:Energy Storage System)의 입.출력량을 결정하여 최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 마이크로그리드 EMS(12)와, 측정 장비로부터 전송된 현재의 CBG 및 ESS 동작값(V g 및 P g)을 최초의 동작 기준값(V g_ ref ,o 및 P g_ ref ,o)과 비교하여 수정된 동작기준값(V g_ ref 및 P g_ ref )을 제공하는 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)(13)과, 수정된 동작 기준 값 (V g _ ref 및 P g _ ref )이 전달되었을 때의 실제 시스템 측정값(P, Q, δ, V)을 비교하여 오차가 심한 경우 시스템모델을 수정보완하는 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)(14)과, 현재 측정된 부하(P L 및 Q L)를 적용한 모델에 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)(13)에서 수정된 동작기준값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하고, 주어진 조건을 만족하는 CBG의 위상각(δg_ ref )을 구하는 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)과, 멀티마이크로그리드간의 정확한 전력전송 및 연계를 제어하는 타이 라인 제어 수단(Tie Line Control)(10)을 포함한다.
여기서, 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)(13)에서 수정된 동작기준값(V g_ ref 및 P g_ ref )을 제공하기 위하여 측정 장비로부터 전송된 현재의 CBG 및 ESS 동작값(V g 및 P g)을 최초의 동작 기준값(V g_ ref ,o 및 P g_ ref ,o)과의 비교는 수학식 1에서와 같다.
Figure 112015096284043-pat00001
여기서, αx 및 βx는 수정된 동작 기준값의 크기에 반영된다.
그리고 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)(13)은 마이크로그리드 EMS(12)가 새로운 최초 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하기 전까지는 지속적으로 동작하여 오차를 줄인다.
매 동작마다, 수정된 동작 기준 값은(V g _ ref 및 P g _ ref ) 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)과 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)(14)으로 전송된다.
그리고 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)(14)은 수정된 동작기준값을 사용한 조류계산 결과와 실제 시스템 측정값을 반복적으로 비교하여 정확한 마이크로그리드임피던스(Zmg)를 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)을 위한 모델에 반영한다.
그리고 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)은 여러 개의 마이크로그리드가 연계된 멀티마이크로그리드의 경우 상위 멀티마이크로그리드 제어 타워에서 하달된 동작기준값(V 6_ ref 및 P 6_ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하며, 해당값은 멀티마이크로그리드간의 정확한 전력전송을 가능하게 한다.
그리고 타이 라인 제어 수단(Tie Line Control)(10)은 멀티마이크로그리드 간의 정확한 전력전송 및 연계를 제어하는 것으로, 상시 연계되어있는 상황에서는 조류계산을 통해 전송된 동작기준값(V g_ ref 및 δg_ ref )이 그대로(V g_ ref_ mod 및 δg_ ref_ mod)로 사용된다.
그리고 분리된 멀티마이크로그리드 간의 연계를 진행하는 상황에서는 양연계 모선의 전압크기 및 위상을 동기화하기 위해 위상 및 전압제어가 이루어지는데, 상위 멀티마이크로그리드 제어 타워에서 전송된 동작기준점수정분(ΔV g _ ref 및 Δδg_ ref )을 수학식 2와 같이 반영하여 동기화를 진행한다.
Figure 112015096284043-pat00002
그리고 본 발명에 따른 마이크로그리드 시스템의 컨버터 제어기의 상세 구성은 도 3에서와 같다.
본 발명은 독립형 마이크로그리드 또는 컨버터가 우세한 마이크로그리드 시스템을 운영하기 위한 것으로, 컨버터 제어기가 모든 컨버터가 동일한 전압, 주파수, 및 위상을 유지하도록 제어하는 것이다.
이를 위하여 본 발명은 컨버터 제어기는 GPS 시각동기화 기술을 사용하여 모든 컨버터가 깨끗한 정현파 신호를 기반으로 각각의 스위치를 동작시킬 수 있도록 한 것이다.
공통접속점(PCC)측정 기반 제어방식은 외란 등으로 인한 공통접속점 변화에 영향을 받는데 반해, 본 발명에 따른 GPS 시각동기화 기술을 사용하는 방식의 제어에 의해 컨버터가 깨끗한 정현파에 의해 동작하므로 출력 또한 깨끗한 정현파로 낼 수 있는 장점이 있다.
도 3에서와 같이, 본 발명에 따른 컨버터 제어기는 GPS로 부터 1초에 한번 시각 정보를 수신하는 GPS 수신기(20)와, 컨버터 내부 클럭으로, 1초에 한번 GPS 신호로부터 교정되며, 1초의 시각을 마이크로초 수준으로 나누어 정확한 시각을 제공하는 내부 클럭(21)과, 내부 클럭(21)에서 제공하는 시각을 기준으로 정현파 신호를 발생시키며, 전압의 크기 및 위상 기준신호에 따라 정확한 정현파를 발생하는 함수 발생기(22)와, 컨버터에서 사용하는 10~20 kHz 영역의 고조파 캐리어 신호를 발생하는 고조파 캐리어 신호 발생기(23)와, 함수 발생기(22)의 정현파와 고조파 캐리어 신호 발생기(23)의 캐리어 신호를 비교하여 PWM 신호를 발생시키는 PWM 신호 발생부(24)와, PWM 신호 발생부(24)의 PWM 신호를 컨버터의 IGBT 스위치(26)의 게이트에 인가하여 스위치를 동작시키는 스위치 동작 제어부(25)를 포함한다.
이와 같은 구성을 갖고 GPS에서 수신한 시각은 모든 컨버터를 동기화시키며, 내부 클럭(21)은 1PPS로 들어오는 GPS 시각 간격을 보완해준다.
함수 발생기(22)는 주어진 위상(모든 상수값 가능) 및 전압을 기반으로 깨끗한 정현파를 발생시키며, PWM 신호 발생부(24)는 컨버터의 IGBT 스위치(26)를 동작시킬 수 있는 펄스신호를 발생한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 컨버터 제어기는 복수의 분산전원 기기가 연계되는 지점의 전압 및 위상을 결정하기 위하여 독립형 마이크로그리드 시스템에 구비된다.
이와 같은 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법은 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법을 나타낸 플로우차트이고, 도 5와 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어에 따른 특성 그래프이다.
먼저, 개별 마이크로그리드에 설치된 시각동기화기반 측정장비(PMU)를 통해 취득한 데이터가 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)(100)에 주기적으로 전송되고(S401), 상위 멀티 마이크로그리드 제어 타워(400)에서 멀티마이크로그리드 상호연계를 위한 명령 하달한다.(S402)
마이크로그리드 EMS(12)가 현재의 부하, 발전량, SOC 및 미래의 예측된 부하, 발전량 패턴을 토대로 마이크로그리드내의 컨버터기반 발전기(CBG:Converter Based Generation)출력 및 에너지저장장치(ESS:Energy Storage System)의 입.출력량을 결정하여 최초의 동작기준값(V g _ ref ,o 및 Pg _ ref ,o)을 제공한다.(S403)
이어, 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)(13)에서 측정 장비로부터 전송된 현재의 CBG 및 ESS 동작값(V g 및 P g)을 최초의 동작 기준값(V g _ ref ,o 및 P g_ ref ,o)과 비교하여 수정된 동작기준값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 제공한다.(S404)
전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)(13)은 마이크로그리드 EMS(12)가 새로운 최초 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하기 전까지는 지속적으로 동작하여 오차 줄인다.(S405)
그리고 매 동작마다 수정된 동작 기준 값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)과 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)(14)으로 전송한다.(S406)
그리고 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)(14)에서 수정된 동작 기준 값 (V g _ ref 및 P g _ ref )이 전달되었을 때의 실제 시스템 측정값(P, Q, δ, V)을 비교하여 오차가 심한 경우 시스템모델을 수정 보완한다.(S407)
조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)에서 현재 측정된 부하(P L 및 Q L)를 적용한 모델에 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)(13)에서 수정된 동작기준값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하고, 주어진 조건을 만족하는 CBG의 위상각(δg_ ref )을 구한다.(S408)
그리고 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)은 여러 개의 마이크로그리드가 연계된 멀티마이크로그리드의 경우 상위 멀티마이크로그리드 제어 타워에서 하달된 동작기준값(V 6_ ref 및 P 6 _ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하며, 해당값은 멀티마이크로그리드간의 정확한 전력전송을 가능하게 한다.(S409)
여기서, 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)(14)에서 모델 수정 과정은 수정된 동작기준값을 사용한 조류계산 결과와 실제 시스템 측정값을 반복적으로 비교하여 정확한 마이크로그리드임피던스(Zmg)를 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)(11)을 위한 모델에 반영하는 과정을 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법의 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
GPS(Global Positioning System) 시각 동기화 기술을 적용하여 모든 컨버터가 동일한 전압, 주파수, 및 위상을 유지하여 깨끗한 정현파 신호를 기반으로 각각의 스위치를 동작시키는 컨버터 제어기 및 마이크로그리드 연계 기술을 포함하는 것이다.
마이크로그리드 제어 센터에 적용하여 운영하는 것으로 MCC 신호는 3초부터 4초 간격으로 업데이트되는 것으로 가정하고, 36MW 부하가 연계된 마이크로그리드 최적 운영(최적 조류계산을 통한 전력손실 최소화 운영 상태) 상태이다.
도 5 및 도 6에서와 같이, 먼저, 1초에 마이크로그리드 제어센터(MCC) 신호가 손실되었을 때, MCC 없는 동작모드로 전환하며 위상이 이동한다.
이때, 개별 CBG 출력은 마이크로그리드 최적운영을 포기하고 마이크로그리드 유지에 집중하고, 각 CBG 출력은 마이크로그리드 토폴로지에 따라 동일한 수준으로 유지된다.
3초에 MCC 신호가 업데이트와 함께 복원되며, MCC 적용 동작모드로 전환하며 위상은 원래의 위치로 돌아오고, CBG의 출력은 계통 최적운영 상태로 돌아간다.
5초에 18MW의 부하 탈락(전체 부하의 50%에 해당)이 일어나고 각 CBG는 MCC로부터 최적의 기준 값을 받기 전 상태이며, 그럼에도 적당한 수준으로 출력을 조정하여 변화에 즉각 응답하는 것을 알 수 있다.
즉각 응답에 따라 전압 변동은 1% 이하로 유지되며, 50%의 극심한 부하탈락을 고려할 때, 변동이 거의 없음을 알 수 있다.
7초에 MCC 신호 업데이트와 함께 최적 위상 값이 제공되고, CBG의 출력 일부 변동하며 마이크로그리드 최적상태로 된다.
9초에 MCC 신호가 다시 손실상황 가정하면, 1초 때와 마찬가지로 모든 CBG 동일 출력 MCC 없는 모드 전환이 이루어진다.
10초에 MCC 없는 상태에서 9MW 부하 증가(변동 전의 50%에 해당)하고, 모든 CBG 동일 하게 출력 증가 및 즉각 응답으로 마이크로그리드 유지를 한다.
11초에 MCC 신호 업데이트와 함께 복원이 이루어지고, MCC 적용모드로 CBG가 동작하며 최적 위상으로 동작한다.
13초에 9MW 다시 증가하고, MCC 신호 업데이트 전이나, 최적값에 근사하게 동작하는 것을 알 수 있다.
15초에 MCC 신호 업데이트로 최적 위상 값이 제공되어 최적 운영이 되며, 초기의 값과 동일하다.
도 5 및 도 6에서와 같이, MCC 신호가 현재의 대규모 전력계통 수준의 4초로 실시간 컨버터 제어를 하기에 매우 느림에도 GPS(Global Positioning System) 시각 동기화 기술을 적용하여 모든 컨버터가 동일한 전압, 주파수, 및 위상을 유지하여 깨끗한 정현파 신호를 기반으로 각각의 스위치를 동작시키는 컨버터 제어기 및 마이크로그리드 연계 기술을 포함하는 것에 의해 계통을 안정적으로 동작시키는 것을 알 수 있다.
또한, MCC 신호 손실 상황 또는 MCC 신호 업데이트 전의 급격한 계통상태 변동에도 즉각 대처가 이루어지고, CBG의 즉답으로 마이크로그리드 전압변동 거의 없음을 알 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법은 PMU(Phasor Measurement Unit) 취득 동기화 데이터 기반 계통해석 및 이를 통한 정확한 운전점 제공을 통해 각 컨버터기반 전원이 정확히 운전되도록 하고, 계통해석에 소요되는 계산자원이 매우 적으며, 중앙 제어센터의 신호 지연 및 단절 등 불안정한 통신환경에서도 강인한 계통 운영능력을 갖도록 한 것이다.
이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 마이크로그리드 제어센터 200. 컨버터 제어기
300. 독립형 마이크로그리드 400. 멀티마이크로그리드 제어타워

Claims (20)

  1. 복수의 분산전원 기기가 연계되는 지점의 전압 및 위상을 결정하는 컨버터들을 갖는 독립형 마이크로그리드;
    독립형 마이크로그리드에 구비되는 컨버터들을 제어하기 위하여 각각의 컨버터들에 대응하여 구성되고, 노이즈가 없는 정현파 신호를 기반으로 각각의 컨버터들의 스위치 동작을 제어하는 컨버터 제어기;
    최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 마이크로그리드 EMS(Microgrid Energy Management System)를 구비하고, 마이크로그리드 운영을 위한 발전예측, 경제급전 기능을 수행하고, 하위의 설비의 운전 상태를 자동 감시 및 제어하는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 기능을 수행하는 마이크로그리드 제어센터;를 포함하고,
    개별 마이크로그리드에 설치된 시각동기화기반 측정장비(PMU)를 통해 취득한 데이터가 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)에 주기적으로 전송되고, 상위 멀티 마이크로그리드 제어 타워에서 멀티마이크로그리드 상호연계를 위한 명령을 하달하는 구조인 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 마이크로그리드에 연결 구성되는 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)들을 관할하는 멀티 마이크로그리드 제어 타워를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로그리드 EMS는,
    현재의 부하, 발전량, SOC 및 미래의 예측된 부하, 발전량 패턴을 토대로 마이크로그리드 내의 컨버터기반 발전기(CBG:Converter Based Generation)출력 및 에너지저장장치(ESS:Energy Storage System)의 입.출력량을 결정하여 최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로그리드 제어센터는,
    측정 장비로부터 전송된 현재의 CBG 및 ESS 동작값(V g 및 P g)을 최초의 동작 기준값(V g_ ref ,o 및 P g_ ref ,o)과 비교하여 수정된 동작기준값(V g_ ref 및 P g_ ref )을 제공하는 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)은,
    마이크로그리드 EMS가 새로운 최초 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하기 전까지는 지속적으로 동작하여 오차를 줄이고, 매 동작마다 수정된 동작 기준 값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)과 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)으로 전송하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로그리드 제어센터는,
    수정된 동작 기준 값(V g_ ref 및 P g_ ref )이 전달되었을 때의 실제 시스템 측정값(P, Q, δ, V)을 비교하여 시스템모델을 수정보완하는 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)은 수정된 동작기준값을 사용한 조류계산 결과와 실제 시스템 측정값을 반복적으로 비교하여 마이크로그리드임피던스(Zmg)를 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)을 위한 모델에 반영하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로그리드 제어센터는,
    현재 측정된 부하(P L 및 Q L)를 적용한 모델에 전력관리 제어블록(Supervisory Power Control)에서 수정된 동작기준값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하고, 주어진 조건을 만족하는 CBG의 위상각(δg_ ref )을 구하는 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)을 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서, 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)은 여러 개의 마이크로그리드가 연계된 멀티마이크로그리드의 경우 상위 멀티마이크로그리드 제어 타워에서 하달된 동작기준값(V 6_ ref 및 P 6_ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로그리드 제어센터는,
    멀티마이크로그리드간의 전력전송 및 연계를 제어하는 타이 라인 제어 수단(Tie Line Control)을 포함하고,
    타이 라인 제어 수단은 상시 연계되어있는 상황에서는 조류계산을 통해 전송된 동작기준값(V g_ ref 및 δg_ ref )을 그대로(V g_ ref_ mod 및 δg_ ref_ mod)로 사용하고,
    분리된 멀티마이크로그리드 간의 연계를 진행하는 상황에서는 양연계 모선의 전압크기 및 위상을 상위 멀티마이크로그리드 제어 타워에서 전송된 동작기준점수정분(ΔV g _ ref 및 Δδg_ ref )을 반영하여 동기화를 진행하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서, 컨버터 제어기는,
    GPS로부터 시각 정보를 수신하는 GPS 수신기와,
    GPS 신호로부터 교정되어 시각을 제공하는 내부 클럭과,
    상기 내부 클럭에서 제공하는 시각을 기준으로 전압의 크기 및 위상 기준신호에 따라 정현파를 발생하는 함수 발생기와,
    상기 컨버터에서 사용되는 고조파 캐리어 신호를 발생하는 고조파 캐리어 신호 발생기와,
    상기 함수 발생기의 정현파와 고조파 캐리어 신호 발생기의 캐리어 신호를 비교하여 PWM 신호를 발생시키는 PWM 신호 발생부와,
    PWM 신호 발생부의 PWM 신호를 컨버터의 IGBT 스위치의 게이트에 인가하여 스위치를 동작시키는 스위치 동작 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 컨버터 제어기는,
    GPS 시각 동기화를 통하여 독립형 마이크로그리드에 구비되는 모든 컨버터들이 동일한 전압, 주파수, 위상을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템.
  14. 개별 마이크로그리드에 설치된 시각동기화기반 측정장비(PMU)를 통해 데이터를 취득하는 단계;
    데이터 취득 단계에서의 데이터를 마이크로그리드 제어센터(Microgrid Control Center)에 주기적으로 전송하는 단계;
    마이크로그리드 제어센터의 마이크로그리드 EMS가 마이크로그리드내의 컨버터기반 발전기(CBG) 출력 및 에너지저장장치(ESS)의 입.출력량을 결정하여 최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 단계;
    마이크로그리드 EMS로부터 받은 명령을 계통 상황을 고려하여 수정하는 데이터 수정 단계;
    PMU 취득 동기화 데이터 기반의 계통해석을 통하여 운전점을 제공하여 각 컨버터기반 전원 운전을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 최초의 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하는 단계는,
    현재의 부하, 발전량, SOC 및 미래의 예측된 부하, 발전량 패턴을 기준으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 데이터 수정 단계는,
    측정 장비로부터 전송된 현재의 CBG 및 ESS 동작값(V g 및 P g)을 최초의 동작 기준값(V g_ ref ,o 및 P g_ ref ,o)과 비교하여 수정된 동작기준값(V g_ ref 및 P g_ ref )을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 데이터 수정 단계는,
    마이크로그리드 EMS가 새로운 최초 동작기준값(V g_ ref ,o 및 Pg_ ref ,o)을 제공하기 전까지는 지속적으로 동작하여 오차를 줄이고, 매 동작마다 수정된 동작 기준 값(V g _ ref 및 P g _ ref )을 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)과 시스템 모델 수정 블록(Model Modification)으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 데이터 수정 단계에서,
    수정된 동작 기준 값(V g_ ref 및 P g_ ref )이 전달되었을 때의 실제 시스템 측정값(P, Q, δ, V)을 비교하여 시스템 모델을 수정 보완하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 시스템 모델을 수정 보완하는 단계는,
    수정된 동작기준값을 사용한 조류계산 결과와 실제 시스템 측정값을 반복적으로 비교하여 마이크로그리드임피던스(Zmg)를 조류 계산 블록(Power Flow Calculation)을 위한 모델에 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법.
  20. 제 14 항에 있어서, 데이터 수정 단계는,
    현재 측정된 부하(P L 및 Q L)를 적용한 모델에 수정된 동작기준값(V g _ ref 및 P g_ ref )을 반영하여 조류계산을 수행하고, 주어진 조건을 만족하는 CBG의 위상각(δg_ ref )을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PMU를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템의 운영 제어 방법.

KR1020150139819A 2015-05-07 2015-10-05 Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법 KR101726341B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150139819A KR101726341B1 (ko) 2015-10-05 2015-10-05 Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법
US14/964,954 US10108153B2 (en) 2015-05-07 2015-12-10 Inverter-based stand-alone microgrid control system using time synchronization-based measurement unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150139819A KR101726341B1 (ko) 2015-10-05 2015-10-05 Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101726341B1 true KR101726341B1 (ko) 2017-04-13

Family

ID=58579861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150139819A KR101726341B1 (ko) 2015-05-07 2015-10-05 Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101726341B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200066472A (ko) 2018-11-30 2020-06-10 한국생산기술연구원 전류기반 dc 마이크로그리드 해석방법
KR102582036B1 (ko) * 2022-06-29 2023-09-25 중앙대학교 산학협력단 Micro-grid에서 실시간 경제 급전 문제를 위한 최적화 장치 및 최적화 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0328980B2 (ko) * 1987-03-24 1991-04-22 Kobe Steel Ltd
KR20140098431A (ko) 2013-01-31 2014-08-08 명지대학교 산학협력단 독립형 dc 마이크로그리드를 위한 협조적 드룹 제어 장치 및 방법
KR20140100671A (ko) 2013-02-07 2014-08-18 한국전기연구원 다수의 에너지저장장치용 인버터를 이용한 독립형 마이크로그리드의 제어방법
JP2015035941A (ja) * 2013-07-12 2015-02-19 住友電気工業株式会社 エネルギー管理システム、エネルギー管理方法及びコンピュータプログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0328980B2 (ko) * 1987-03-24 1991-04-22 Kobe Steel Ltd
KR20140098431A (ko) 2013-01-31 2014-08-08 명지대학교 산학협력단 독립형 dc 마이크로그리드를 위한 협조적 드룹 제어 장치 및 방법
KR20140100671A (ko) 2013-02-07 2014-08-18 한국전기연구원 다수의 에너지저장장치용 인버터를 이용한 독립형 마이크로그리드의 제어방법
JP2015035941A (ja) * 2013-07-12 2015-02-19 住友電気工業株式会社 エネルギー管理システム、エネルギー管理方法及びコンピュータプログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200066472A (ko) 2018-11-30 2020-06-10 한국생산기술연구원 전류기반 dc 마이크로그리드 해석방법
KR102582036B1 (ko) * 2022-06-29 2023-09-25 중앙대학교 산학협력단 Micro-grid에서 실시간 경제 급전 문제를 위한 최적화 장치 및 최적화 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10333346B2 (en) Resiliency controller for voltage regulation in microgrids
US10108153B2 (en) Inverter-based stand-alone microgrid control system using time synchronization-based measurement unit
US9866029B2 (en) Enhancing power system voltage stability using grid energy storage for voltage support
JP7021185B2 (ja) 電力ネットワークの複数の測定ノード間の相互電圧感度係数を求める方法
AU2021204368B2 (en) Systems and methods for stabilizer control
US10224717B2 (en) Method for controlling power distribution
KR101980821B1 (ko) 전력 변환기 및 그 제어 방법
US20180048154A1 (en) Two-level predictive based reactive power coordination and voltage restoration for microgrids
US8659186B2 (en) Methods and systems for controlling a power conversion system
US20140306534A1 (en) Pmu based distributed generation control for microgrid during islanding process
US20120283888A1 (en) Seamless Transition Method and Apparatus for Micro-grid Connect/Disconnect from Grid
WO2011093362A1 (ja) 電力供給方法、コンピュータ読み取り可能な記録媒体および発電システム
US20160118803A1 (en) Electrical grid control system, electrical grid control method, and power conversion apparatus
KR101700328B1 (ko) 시각 동기화를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법
EP3360225B1 (en) Solar power conversion system and method
US20130195116A1 (en) Method for communication in a hvdc power transmission system, controller unit and computer program product
KR101726341B1 (ko) Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법
CN108352807B (zh) 一组光伏板的改进功率控制法
CN110808616A (zh) 一种基于功率缺额分配的微电网频率控制方法
KR101726346B1 (ko) Ｐｍｕ를 이용한 인버터 기반 관성제로 독립형 마이크로그리드 시스템 및 이의 운영 제어 방법
Chen et al. Application of PMUs to coordinate hydroelectric and wind power plant operation

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant