KR101907951B1 - Hvdc 시스템 및 그의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서는 상태 추정 알고리즘을 통해 HVDC 시스템 내부 제어 모듈의 고장 유무를 확인하는 HVDC 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 명세서에 따른 HVDC 시스템은, 제1 상태 정보, 제1 상태값, 제1 계측값 및, 제1 트립 신호 중 적어도 하나를 전달하는 필터 보호부; 제2 상태 정보, 제2 상태값, 제2 계측값 및, 제2 트립 신호 중 적어도 하나를 전달하는 컨버터 변압기 보호부; 및 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부로부터 각각 전달되는 상기 제1 상태 정보 및 상기 제2 상태 정보를 근거로 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부의 상태를 감시하고, 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부 중 적어도 하나에 사고가 발생할 때, 상기 제1 상태값, 상기 제1 계측값, 상기 제2 상태값 및, 상기 제2 계측값에 대한 상태 추정을 수행하는 제어기;를 포함한다.
Description
본 명세서는 HVDC 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 상태 추정 알고리즘을 통해 HVDC 시스템 내부 제어 모듈의 고장 유무를 확인하는 HVDC 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 초고압 직류 송전(High Voltage Direct Current : HVDC) 시스템은, 발전소에서 생산되는 교류 전력을 직류로 변환시켜 송전한 이후, 수전단에서 교류로 재변환하여 부하에 전력을 공급하는 방식이다. 또한, 상기 HVDC 송전 방식은, 교류 송전 방식의 장점인 전압 승압을 통한 효율적이며 경제적인 전력 전송을 가능하게 하고, 교류 송전의 여러 가지 단점을 극복하는 동시에, 이종계통 연계, 장거리 고효율 송전 등의 장점을 취할 수 있다.
본 명세서의 목적은, 전류형 HVDC 시스템의 제어기 내부 고장을 확인하는 HVDC 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 다른 목적은, 내부 제어기 하드웨어의 사고로 인한 한전 AC 계통(모선 또는 Feader, bank)과 연결된 GIS 내부의 차단기 시지연 트립 신호 생성 이전에, 제어기 내부 및 하드웨어적 사고를 판단하는 HVDC 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 HVDC 시스템은, 제1 상태 정보, 제1 상태값, 제1 계측값 및, 제1 트립 신호 중 적어도 하나를 전달하는 필터 보호부; 제2 상태 정보, 제2 상태값, 제2 계측값 및, 제2 트립 신호 중 적어도 하나를 전달하는 컨버터 변압기 보호부; 및 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부로부터 각각 전달되는 상기 제1 상태 정보 및 상기 제2 상태 정보를 근거로 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부의 상태를 감시하고, 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부 중 적어도 하나에 사고가 발생할 때, 상기 제1 상태값, 상기 제1 계측값, 상기 제2 상태값 및, 상기 제2 계측값에 대한 상태 추정을 수행하는 제어기를 포함한다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어기는, 상기 필터 보호부의 상기 제1 상태값, 상기 필터 보호부의 상기 제1 계측값, 상기 컨버터 변압기 보호부의 상기 제2 상태값 및, 상기 컨버터 변압기 보호부의 상기 제2 계측값을 상태 추정 알고리즘에 적용할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제1 상태값은, 상기 필터 보호부에 전달되는 필터부의 회로 차단기 또는 단로기의 온/오프 상태 정보값이고, 상기 제1 계측값은, 상기 필터에 유입되는 아날로그 전압값 및 전류값이고, 상기 제2 상태값은, 상기 컨버터 변압기 보호부에 포함된 변압기의 회로 차단기 또는 단로기의 온/오프 상태 정보값 및, 쿨링 시스템의 온/오프 상태 정보값을 포함한 기계적 요소의 온/오프 상태 정보값이고, 상기 제2 계측값은, 상기 변압기의 아날로그 전압값 및 전류값, 탭 위치 정보, 유온 및, 권선 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어기는, 상기 제1 상태값, 상기 제1 계측값, 상기 제2 상태값 및, 상기 제2 계측값을 근거로 가중치를 가지는 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능 수행 결과인 상기 상태 추정 결과가 미리 설정된 범위인 표준 편차 내에 존재하지 않을 때, GIS 트립 신호를 생성할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어기로부터 전달되는 상기 GIS 트립 신호를 전달하는 버스 보호부; 상기 버스 보호부로부터 전달되는 상기 GIS 트립 신호를 전달받아 기기를 동작시키는 GIS 로컬부; 및 상기 GIS 로컬부로부터 전달되는 상기 GIS 트립 신호를 수신하고, 상기 수신된 GIS 트립 신호를 근거로 동작을 제어하는 가스 절연 개폐기;를 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 제어기는, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위를 초과하는지 여부를 확인하고, 상기 확인 결과, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위를 초과할 때, 상기 GIS 트립 신호를 생성할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 HVDC 시스템 및 그의 제어 방법은, 전류형 HVDC 시스템의 제어기 내부 고장을 확인함으로써, HVDC 내부 제어기의 건전성을 확인하고, GIS 트립 신호의 신뢰성과 정확성을 높일 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 HVDC 시스템 및 그의 제어 방법은, 내부 제어기 하드웨어의 사고로 인한 한전 AC 계통(모선 또는 Feader, bank)과 연결된 GIS 내부의 차단기 시지연 트립 신호 생성 이전에, 제어기 내부 및 하드웨어적 사고를 판단함으로써, 제어의 신뢰성을 높이고, 이중화 설비의 불필요한 전환으로 발생하는 시간 소요 및 전환 시 발생하는 헌팅(hunting)과 같은 과도 상태를 방지할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 HVDC 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 통신 과정을 보인 신호 흐름도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 통신 과정을 보인 신호 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 따른 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 HVDC 시스템(10)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, HVDC 시스템(10)은, 필터 보호부(100), 컨버터 변압기 보호부(200), 제어기(300), 버스 보호부(400), GIS 로컬부(500) 및, 가스 절연 개폐기(600)로 구성된다. 도 1에 도시된 HVDC 시스템(10)의 구성 요소 모두가 필수 구성 요소인 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 HVDC 시스템(10)이 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성 요소에 의해서도 HVDC 시스템(10)이 구현될 수도 있다.
또한, 상기 HVDC 시스템(10)에 포함되는 상기 필터 보호부(100), 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 및, 상기 제어기(300) 각각은, 복수의 이중화 구조(예를 들어, 필터 보호부 A 및 필터 보호부 B, 컨버터 변압기 보호부 A 및 컨버터 변압기 보호부 B, 제어기 A 및 제어기 B)로 형성하며, 본 명세서의 실시예에서는, 설명의 편의를 위해 상기와 같이 상기 필터 보호부(100), 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 및, 상기 제어기(300)로 각각 표시한다.
상기 필터 보호부(또는, 필터 보호 패널(Filter Protection Panel))(100)는, 이중화 구조로 형성한다.
또한, 상기 필터 보호부(100)는, 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보를 상기 제어기(300)에 전달(또는, 전송)한다. 여기서, 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보는, 상기 필터 보호부(100)의 사고 여부를 판단하기 위한 정보일 수 있다.
즉, 상기 필터 보호부(100)는, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 필터부의 회로 차단기(Circuit Breaker) 또는 단로기(Disconnect Switch) 등 포함))의 상태 정보를 상기 제어기(300)에 전달한다.
또한, 상기 필터 보호부(100)는, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 상태값(예를 들어, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 온/오프 상태 정보값, 상기 필터부의 온/오프 상태 정보값 및, 상기 필터부의 회로 차단기 또는 단로기의 온/오프 상태 정보값 등 포함)을 상기 제어기(300)에 전달한다.
또한, 상기 필터 보호부(100)는, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소로부터 측정된(또는, 계측된) 계측값(예를 들어, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 상기 필터부에 유입되는 아날로그 전압값 및/또는 전류값 및, 상기 필터부의 회로 차단기 또는 단로기에 유입되는 아날로그 전압값 및/또는 전류값 등 포함)을 상기 제어기(300)에 전달한다.
또한, 상기 필터 보호부(100)는, 트립 신호(trip signal)를 상기 제어기(300)에 전달한다.
상기 컨버터 변압기 보호부(또는, 컨버터 변압기 보호 패널(Converter Transformer ProtectonPanel))(200)는, 이중화 구조로 형성한다.
또한, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)는, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 상기 제어기(300)에 전달(또는, 전송)한다. 여기서, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보는, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 사고 여부를 판단하기 위한 정보일 수 있다.
즉, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)는, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 변압기 등 포함)의 상태 정보를 상기 제어기(300)에 전달한다.
또한, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)는, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 상태값(예를 들어, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 온/오프 상태 정보값, 상기 변압기의 온/오프 상태 정보값, 상기 변압기의 회로 차단기 또는 단로기의 온/오프 상태 정보값 및, 쿨링 시스템(cooling system)의 온/오프 상태 정보값 등을 포함한 기계적 요소의 온/오프 상태 정보값)을 상기 제어기(300)에 전달한다.
또한, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)는, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소로부터 측정된(또는, 계측된) 계측값(예를 들어, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 상기 변압기의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 상기 변압기의 회로 차단기 또는 단로기의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 탭(tap) 위치 정보, 유온 및, 권선 온도 등 포함)을 상기 제어기(300)에 전달한다.
또한, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)는, 트립 신호를 상기 제어기(300)에 전달한다.
상기 제어기(또는, 제어기 패널(Controller Panel))(300)은, 이중화 구조로 형성한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)로부터 전달되는 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 수신한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 통해 타깃 기기에 대한 상태를 감시한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보를 근거로 상기 필터 보호부(100)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 상기 필터부 또는, 상기 필터부의 회로 차단기 또는 단로기)에 대한 상태를 감시한다. 또한, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 근거로 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 상기 변압기 또는, 상기 변압기의 회로 차단기 또는 단로기)에 대한 상태를 감시한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 근거로 사고 여부를 판단한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 필터부(또는, 상기 필터부의 회로 차단기 또는 단절 차단기)의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 변압기(또는, 상기 변압기의 회로 차단기 또는 단절 차단기)의 상태 정보를 근거로 상기 필터부 및/또는 상기 변압기의 사고 여부를 판단한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 판단 결과, 상기 필터 보호부(100) 및 상기 컨버터 변압기 보호부(200)가 정상 동작 중인 경우, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 각각의 상태 정보를 수신하고 상태를 감시하는 과정으로 복귀한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 판단 결과, 상기 필터 보호부(100) 및 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 중 적어도 하나에 사고가 발생한 경우, 상기 필터 보호부(100)로부터 전달되는 상태값, 상기 필터 보호부(100)로부터 전달되는 계측값, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)로부터 전달되는 상태값 및, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)로부터 전달되는 계측값 등을 미리 저장된(또는, 설정된) 상태 추정 알고리즘에 적용한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 필터 보호부(100) 및 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 중 적어도 하나에 사고가 발생한 경우, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태값 및/또는 계측값에 대한 상태 추정을 수행한다. 이때, 상기 제어기(300)는, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태값 및/또는 계측값에 대한 상태 추정 수행 시, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태값 및/또는 계측값을 근거로 가중치를 가지는 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능(또는, 최적화 계산)을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 상태 추정 결과가 미리 설정된 범위를 초과하는지 여부를 확인한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능 수행 결과가 상기 미리 설정된 범위인 표준 편차 내에 존재하지 않는지 여부를 확인한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위 내에 존재하는 경우, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 각각의 상태 정보를 수신하고 상태를 감시하는 과정으로 복귀한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능 수행 결과가 상기 미리 설정된 범위인 표준 편차 내에 존재하는 경우, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 각각의 상태 정보를 수신하고 상태를 감시하는 과정으로 복귀한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위 내에 존재하지 않는 경우 즉, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위를 초과하는 경우, GIS 트립 신호를 생성한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능 수행 결과가 상기 미리 설정된 범위인 표준 편차 내에 존재하지 않는 경우, 상기 GIS 트립 신호를 생성한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위 내에 존재하지 않는 경우(또는, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위를 초과하는 경우), 상기 사고가 발생한 상기 필터 보호부(100) 및 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 중 적어도 하나로부터 전달되는 트립 신호를 수신한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 생성된 GIS 트립 신호(또는, 상기 수신된 트립 신호)를 버스 보호부(400) 및 GIS 로컬부(500)를 통해 가스 절연 개폐기(600)에 전달한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 가스 절연 개폐기(600)의 트립을 야기하는 상기 GIS 트립 신호(또는, 상기 수신된 트립 신호)를 상기 버스 보호부(400) 및 상기 GIS 로컬부(500)를 통해 상기 가스 절연 개폐기(600)에 전달한다.
상기 버스 보호부(또는, 버스 보호 패널(Bus Protection Panel))(400)는, 상기 제어기(300)로부터 전달되는 GIS 트립 신호를 수신한다.
또한, 상기 버스 보호부(400)는, 상기 수신된 GIS 트립 신호를 상기 GIS 로컬부(500)에 전달한다.
상기 GIS 로컬부(또는, GIS 로컬 패널(GIS LOCAL Panel))(500)는, 상기 버스 보호부(400)로부터 전달되는 GIS 트립 신호를 수신한다.
또한, 상기 GIS 로컬부(500)는, 상기 수신된 GIS 트립 신호를 근거로 기기를 동작시킨다.
또한, 상기 GIS 로컬부(500)는, 상기 수신된 GIS 트립 신호를 상기 가스 절연 개폐기(600)에 전달한다.
상기 가스 절연 개폐기(Gas Insulated Switchgear : GIS)(600)는, 상기 GIS 로컬부(500)로부터 전달되는 GIS 트립 신호를 수신한다.
또한, 상기 가스 절연 개폐기(600)는, 상기 수신된 GIS 트립 신호를 근거로 상기 가스 절연 개폐기(600)의 동작(또는, 동작 상태)을 제어한다.
이와 같이, 전류형 HVDC 시스템의 제어기 내부 고장을 확인함으로써, HVDC 내부 제어기의 건전성을 확인할 수 있다.
또한, 이와 같이, 내부 제어기 하드웨어의 사고로 인한 한전 AC 계통(모선 또는 Feader, bank)과 연결된 GIS 내부의 차단기 시지연 트립 신호 생성 이전에, 제어기 내부 및 하드웨어적 사고를 판단할 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에 따른 HVDC 시스템의 제어 방법을 도 1 내지 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 HVDC 시스템의 통신 과정을 보인 신호 흐름도이다.
먼저, 제어기(300)는, 필터 보호부(100) 및/또는 컨버터 변압기 보호부(200)로부터 전달되는 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 수신한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 통해 타깃 기기에 대한 상태를 감시한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보를 근거로 상기 필터 보호부(100)에 포함된 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 필터부의 회로 차단기 또는 단로기)에 대한 상태를 감시한다. 또한, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 근거로 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 변압기의 회로 차단기 또는 단로기)에 대한 상태를 감시한다(SP210).
이후, 상기 제어기(300)는, 상기 수신된 상기 필터 보호부(100)의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태 정보를 근거로 사고 여부를 판단한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 필터부(미도시)의 회로 차단기 또는 단로기의 상태 정보 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 변압기(미도시)의 회로 차단기 또는 단로기의 상태 정보를 근거로 상기 필터부 및/또는 상기 변압기의 사고 여부를 판단한다(SP220).
이후, 상기 제어기(300)는, 상기 판단 결과, 상기 필터 보호부(100) 및 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 중 적어도 하나에 사고가 발생한 경우, 상기 필터 보호부(100)로부터 전달되는 상태값(예를 들어, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 임의의 하나 이상의 구성 요소의 온/오프 상태 정보값, 상기 필터부의 온/오프 상태 정보값 및, 상기 필터부의 회로 차단기 또는 단로기의 온/오프 상태 정보값 등 포함), 상기 필터 보호부(100)로부터 전달되는 계측값(예를 들어, 상기 필터 보호부(100)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 상기 필터부에 유입되는 아날로그 전압값 및/또는 전류값 및, 상기 필터부의 회로 차단기 또는 단로기에 유입되는 아날로그 전압값 및/또는 전류값 등 포함), 상기 컨버터 변압기 보호부(200)로부터 전달되는 상태값(예를 들어, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 임의의 하나 이상의 구성 요소의 온/오프 상태 정보값, 상기 변압기의 온/오프 상태 정보값, 상기 변압기의 회로 차단기 또는 단로기의 온/오프 상태 정보값 및, 쿨링 시스템의 온/오프 상태 정보값 등을 포함한 기계적 요소의 온/오프 상태 정보값) 및, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)로부터 전달되는 계측값(예를 들어, 상기 컨버터 변압기 보호부(200)에 포함된 상기 하나 이상의 구성 요소의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 상기 변압기의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 상기 변압기의 회로 차단기 또는 단로기의 아날로그 전압값 및/또는 전류값, 탭(tap) 위치 정보, 유온 및, 권선 온도 등 포함) 등을 미리 저장된(또는, 미리 설정된) 상태 추정 알고리즘에 적용한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 필터 보호부(100) 및 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 중 적어도 하나에 사고가 발생한 경우, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태값 및/또는 계측값에 대한 상태 추정을 수행한다. 이때, 상기 제어기(300)는, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 상태값 및/또는 계측값에 대한 상태 추정 수행 시, 가중치를 가지는 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능을 수행할 수 있다(SP230).
이후, 상기 제어기(300)는, 상기 상태 추정 결과가 미리 설정된 범위를 초과하는지 여부를 확인한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능 수행 결과가 상기 미리 설정된 범위인 표준 편차 내에 존재하지 않는지 여부를 확인한다.
일 예로, 상기 제어기(300)는, 상기 상태 추정 결과가 미리 설정된 범위(예를 들어, -3σ ~ +3σ)를 초과하는지 여부를 확인한다(SP240).
이후, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위 내에 존재하는 경우, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 각각의 상태 정보를 수신하고 상태를 감시하는 상기 단계(상기 SP210 단계)로 복귀한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능 수행 결과가 상기 미리 설정된 범위인 표준 편차 내에 존재하는 경우, 상기 필터 보호부(100) 및/또는 상기 컨버터 변압기 보호부(200)의 각각의 상태 정보를 수신하고 상태를 감시하는 상기 단계(상기 SP210 단계)로 복귀한다(SP250)
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위 내에 존재하지 않는 경우 즉, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위를 초과하는 경우, GIS 트립 신호를 생성한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 최소자승법을 통한 오차의 최적화 기능 수행 결과가 상기 미리 설정된 범위인 표준 편차 내에 존재하지 않는 경우, 상기 GIS 트립 신호를 생성한다.
또한, 상기 제어기(300)는, 상기 확인 결과, 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위 내에 존재하지 않는 경우, 상기 사고가 발생한 상기 필터 보호부(100) 및 상기 컨버터 변압기 보호부(200) 중 적어도 하나로부터 전달되는 트립 신호를 수신한다(SP260).
이후, 상기 제어기(300)는, 상기 생성된 GIS 트립 신호(또는, 상기 수신된 트립 신호)를 버스 보호부(400) 및 GIS 로컬부(500)를 통해 가스 절연 개폐기(600)에 전달한다.
즉, 상기 제어기(300)는, 상기 가스 절연 개폐기(600)의 트립을 야기하는 상기 GIS 트립 신호(또는, 상기 수신된 트립 신호)를 상기 버스 보호부(400) 및 상기 GIS 로컬부(500)를 통해 상기 가스 절연 개폐기(600)에 전달한다(SP270).
본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 전류형 HVDC 시스템의 제어기 내부 고장을 확인하여, HVDC 내부 제어기의 건전성을 확인하고, GIS 트립 신호의 신뢰성과 정확성을 높일 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예는 앞서 설명한 바와 같이, 내부 제어기 하드웨어의 사고로 인한 한전 AC 계통(모선 또는 Feader, bank)과 연결된 GIS 내부의 차단기 시지연 트립 신호 생성 이전에, 제어기 내부 및 하드웨어적 사고를 판단하여, 제어의 신뢰성을 높이고, 이중화 설비의 불필요한 전환으로 발생하는 시간 소요 및 전환 시 발생하는 헌팅(hunting)과 같은 과도 상태를 방지할 수 있다.
전술한 내용은 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 실시예들은 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 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: HVDC 시스템 100: 필터 보호부
200: 컨버터 변압기 보호부 300: 제어기
400: 버스 보호부 500: GIS 로컬부
600: 가스 절연 개폐기
200: 컨버터 변압기 보호부 300: 제어기
400: 버스 보호부 500: GIS 로컬부
600: 가스 절연 개폐기
Claims (4)
- 필터 보호부, 컨버터 변압기 보호부, 제어기 및 가스 절연 개폐기를 포함하는 HVDC 시스템의 제어 방법에 있어서,
상기 제어기가 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부로부터 상태 정보를 전달받는 단계;
상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부로부터 전달되는 상태 정보를 근거로, 상기 제어기가 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부의 상태를 감시하는 단계;
상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부 중 적어도 하나에 사고가 발생할 때, 상기 제어기가 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부 중 적어도 하나의 상태값 및 계측값을 최소자승법에 적용하여, 상태 추정 결과를 계산하는 단계; 및
상기 상태 추정 결과가 미리 설정된 범위 내에 존재하지 않을 때, 상기 제어기가 상기 가스 절연 개폐기에 GIS 트립 신호를 전달하는 단계를 포함하고,
상기 제어기의 일단에는, 상기 필터 보호부 및 상기 컨버터 변압기 보호부가 연결되고,
상기 제어기의 타단에는, 상기 가스 절연 개폐기가 연결되는 것을 특징으로 하는 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 HVDC 시스템은 버스 보호부 및 GIS 로컬부를 더 포함하고,
상기 GIS 트립 신호를 전달하는 단계는,
상기 제어기가 상기 버스 보호부 및 상기 GIS 로컬부를 통해 상기 가스 절연 개폐기에 상기 GIS 트립 신호를 전달하는 제어 방법. - 제1항에 있어서,
상기 필터 보호부의 상태값은, 상기 필터 보호부에 포함된 필터의 온/오프 상태 값을 포함하고,
상기 필터 보호부의 계측값은, 상기 필터의 아날로그 전압값 및 전류값을 포함하고,
상기 컨버터 변압기 보호부의 상태값은, 상기 컨버터 변압기 보호부에 포함된 변압기의 온/오프 상태 값을 포함하고,
상기 컨버터 변압기 보호부의 계측값은, 상기 변압기의 아날로그 전압값 및 전류값을 포함하는 제어 방법. - 제1항에 있어서, 상기 GIS 트립 신호를 전달하는 단계는,
상기 제어기가 상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위를 초과하는지 여부를 확인하는 과정; 및
상기 상태 추정 결과가 상기 미리 설정된 범위를 초과할 때, 상기 제어기가 상기 GIS 트립 신호를 생성하는 과정을 포함하는 제어 방법.
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