KR101944056B1 - DC power use surveillance apparatus for protecting DC grid and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치에 있어서, 상기 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 계측하는 계측부와, 상기 전압과 전류를 감시하여 이상 여부를 판단하는 판단부, 및 상기 전압과 전류 중 적어도 하나가 이상 상태이면, 상기 DC 선로와 교류 전력망 사이에서 전력 변환을 수행하는 양방향 인버터로 동작 정지 또는 변환 속도 감소를 위한 동작 제어 명령을 전송하거나 관리자 단말로 알림 정보를 전송하는 통신부를 포함하는 DC 전력 사용 감시 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향의 직류 전력을 계측하고 계측 결과를 이용하여 이상 발생 시 직류 그리드 상의 양방향 인버터의 동작을 정지시키거나 전력 변환 속도를 감소시키도록 제어함으로써 직류 그리드 시스템을 안전하게 보호할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a DC power use monitoring apparatus and method for protecting a DC grid. According to the present invention, there is provided a DC power use monitoring apparatus for protecting a DC grid, comprising: a measuring unit for measuring bi-directional DC power, voltage and current flowing in a DC line of the DC grid; And transmits an operation control command for stopping the operation or reducing the conversion speed to the bidirectional inverter that performs power conversion between the DC line and the AC power network if at least one of the voltage and the current is in an abnormal state, And a communication unit that transmits notification information to the DC power use monitoring apparatus.
According to the present invention, by controlling the direct current power flowing in the DC line of the direct current grid to be measured and using the measurement result to stop the operation of the bidirectional inverter on the direct current grid or to reduce the power conversion speed when the abnormality occurs, Can be safely protected.

Description

직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치 및 그 방법{DC power use surveillance apparatus for protecting DC grid and method thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a DC power use surveillance apparatus for protecting a DC grid,

본 발명은 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 직류 그리드에서 DC 전력 사용에 대한 실시간 감시와 데이터 저장 및 전력 사용에 대한 분석이 가능한 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a DC power usage monitoring apparatus and method for protecting a DC grid, and more particularly, to a DC grid monitoring apparatus capable of real-time monitoring of DC power use in a DC grid and a DC grid capable of analyzing data storage and power use And more particularly, to a DC power use monitoring apparatus and method thereof.

지난 100년간 대부분 교류 전력의 전기를 사용하였으나 최근 전자 제품의 발달로 인하여 직류 전력의 사용이 점차 증가하고 있는 추세이다. 이에 고품질의 직류 전력 공급이 늘어나고 있으며 직류 전력 사용에 대한 정밀한 계측이 요구되고 있는 실정이다.Most of the AC power has been used for the past 100 years, but the use of DC power is increasing due to the recent development of electronic products. Accordingly, the supply of high-quality DC power is increasing, and precise measurement of the use of DC power is required.

또한, 단방향의 전력 공급을 사용한 과거와는 달리, 최근에는 통신 기술의 발달로 인하여 양방향의 전력 공급을 사용하고 있으며, 이에 따라 직류 선로 상에서 양방향의 직류 전력의 계측 및 감시뿐만 아니라 직류 전력의 사용 데이터의 기록에 관한 요구도 증가하고 있다.In addition, unlike the past that used unidirectional power supply, in recent years, two-way power supply has been used due to the development of communication technology. Accordingly, both the measurement and monitoring of the direct current power on the direct current line, Are also increasing.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제2006-0082108호(2006.07.14 공개)에 개시되어 있다.The technology of the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 2006-0082108 (published on July 14, 2006).

본 발명은, 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향의 직류 전력을 계측할 수 있으며 계측한 결과를 이용하여 이상 발생 시에 직류 그리드 시스템을 안전하게 보호할 수 있는 DC 전력 사용 감시 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention provides a DC power use monitoring apparatus and method that can measure direct current power flowing in a DC line of a DC grid and can safely protect the DC grid system in the event of an abnormality by using measurement results There is a purpose.

본 발명은, 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치에 있어서, 상기 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 계측하는 계측부와, 상기 전압과 전류를 감시하여 이상 여부를 판단하는 판단부, 및 상기 전압과 전류 중 적어도 하나가 이상 상태이면, 상기 DC 선로와 교류 전력망 사이에서 전력 변환을 수행하는 양방향 인버터로 동작 정지 또는 변환 속도 감소를 위한 동작 제어 명령을 전송하거나 관리자 단말로 알림 정보를 전송하는 통신부를 포함하는 DC 전력 사용 감시 장치를 제공한다.According to the present invention, there is provided a DC power use monitoring apparatus for protecting a DC grid, comprising: a measurement unit for measuring bi-directional DC power, a voltage and a current flowing in a DC line of the DC grid; And transmits an operation control command for stopping or reducing the conversion speed to the bidirectional inverter that performs power conversion between the DC line and the AC power network if at least one of the voltage and the current is in an abnormal state, And a communication unit for transmitting notification information.

또한, 상기 통신부는, 상기 전압 또는 전류 중 하나가 이상 상태인 경우 상기 관리자 단말로 상기 알림 정보를 전송하며, 상기 전압 및 상기 전류 모두 이상 상태인 경우 상기 양방향 인버터로 동작 정지 요청 신호 또는 변환 속도 감소 요청 신호를 전송하고 상기 관리자 단말로 상기 알림 정보를 전송할 수 있다.The communication unit may transmit the notification information to the administrator terminal when one of the voltage or the current is in an abnormal state. When the voltage and the current are both abnormal, the bidirectional inverter transmits an operation stop request signal or a conversion speed reduction And transmit the request information to the administrator terminal.

또한, 상기 계측부는, 센서를 이용하여 상기 전압 및 전류의 연속적인 샘플링 데이터를 계측하여 감시하며, 상기 판단부는, 상기 전압 및 전류 중 어느 하나인 제1 데이터가 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 나머지 하나인 제2 데이터를 기준값과 비교하되, 상기 초과한 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간에 계측된 복수의 제2 데이터들을 각각 상기 기준값과 비교할 수 있다.When the first data, which is one of the voltage and the current, exceeds a preset threshold value, the measuring unit measures and monitors continuous sampling data of the voltage and current using a sensor, And compare the second data, which is the remaining one, with the reference value, and compare the plurality of second data measured in the interval before and after the set range with the reference value based on the exceeding time.

또한, 상기 판단부는, 상기 제2 데이터들 중 적어도 하나가 상기 기준값을 초과한 경우 상기 전압 및 상기 전류 모두 이상 상태로 판단할 수 있다.The determination unit may determine that both the voltage and the current are abnormal if at least one of the second data exceeds the reference value.

또한, 상기 DC 전력 사용 감시 장치는, 상기 계측된 정보를 설정 시간 간격으로 저장하는 저장부를 더 포함하며, 상기 저장부는, 상기 제1 데이터가 상기 임계값을 초과한 경우에는 상기 초과한 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간에 계측된 복수의 제1 및 제2 데이터들을 모두 저장할 수 있다.The DC power use monitoring apparatus may further include a storage unit for storing the measured information at set time intervals, and the storage unit may store the exceeded time as a reference when the first data exceeds the threshold value, It is possible to store all of the first and second data measured in the interval before and after the set range.

또한, 상기 임계값은 서로 다른 크기의 다단의 레벨을 포함하며, 상기 판단부는, 상기 초과한 레벨이 높은 레벨일수록 상기 설정 범위를 증가시킬 수 있다.In addition, the threshold value includes multi-level levels of different sizes, and the determination unit may increase the setting range as the exceeding level is higher.

또한, 상기 저장부는, 상기 계측된 정보를 설정 시간 간격으로 저장하되, 현재 시점의 계측 정보가 최근 기 저장된 계측 정보와 동일한 경우 현재 시점의 계측 정보를 저장하지 않을 수 있다.In addition, the storage unit may store the measured information at a set time interval, but may not store the measurement information at the current time if the measurement information at the current time is the same as the recently-previously stored measurement information.

그리고, 본 발명은, 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치의 DC 전력 사용 감시 방법에 있어서, 상기 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 계측하는 단계와, 상기 전압과 전류를 감시하여 이상 여부를 판단하는 단계, 및 상기 전압과 전류 중 적어도 하나가 이상 상태이면, 상기 DC 선로와 교류 전력망 사이에서 전력 변환을 수행하는 양방향 인버터로 동작 정지 또는 변환 속도 감소를 위한 동작 제어 명령을 전송하거나 관리자 단말로 알림 정보를 전송하는 단계를 포함하는 DC 전력 사용 감시 방법을 제공한다.The present invention further provides a DC power use monitoring method of a DC power use monitoring apparatus for protecting a DC grid, comprising: measuring bidirectional DC power, voltage, and current flowing through the DC line; And transmitting an operation control command for stopping the operation or reducing the conversion speed to the bidirectional inverter that performs power conversion between the DC line and the AC power network when at least one of the voltage and the current is in an abnormal state Or sending notification information to an administrator terminal.

본 발명에 의하면, 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향의 직류 전력을 계측하고 계측 결과를 이용하여 이상 발생 시 직류 그리드 상의 양방향 인버터의 동작을 정지시키거나 전력 변환 속도를 감소시키도록 제어함으로써 직류 그리드 시스템을 안전하게 보호할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, by controlling the direct current power flowing in the DC line of the direct current grid to be measured and using the measurement result to stop the operation of the bidirectional inverter on the direct current grid or to reduce the power conversion speed when the abnormality occurs, Can be safely protected.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 DC 전력 사용 감시 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 이상 발생 시 데이터를 저장하는 구성을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2의 DC 전력 사용 감시 장치를 이용한 DC 전력 사용 감시 방법을 설명하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a DC power usage monitoring system for protecting a DC grid according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the DC power use monitoring apparatus shown in FIG. 1. FIG.
Fig. 3 is a diagram for explaining a configuration for storing data in the event of an error in the embodiment of the present invention. Fig.
4 is a view for explaining a DC power use monitoring method using the DC power use monitoring apparatus of FIG.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of a DC power usage monitoring system for protecting a DC grid according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 DC 전력 사용 감시 시스템은 양방향 인버터(10), DC 전력 사용 감시 장치(100), 관리자 단말(200), 부하(20)를 포함한다. 1, a DC power use monitoring system according to an embodiment of the present invention includes a bidirectional inverter 10, a DC power usage monitoring apparatus 100, an administrator terminal 200, and a load 20. As shown in FIG.

양방향 인버터(10)는 교류 전력망(10)과 DC 선로 사이에서 전력 변환을 수행하며, AC/DC 간 양방향 전력 변환이 가능하다. 이러한 양방향 인버터(10)의 구성은 직류 그리드 시스템에서 일반적인 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.The bidirectional inverter 10 performs power conversion between the AC power grid 10 and the DC line, and enables bi-directional power conversion between AC / DC. Since the configuration of the bidirectional inverter 10 is a general matter in a direct current grid system, a detailed description thereof will be omitted.

DC 전력 사용 감시 장치(100)는 직류 그리드에서 양방향 인버터(10)와 부하(20) 사이의 DC 선로 부분에 설치되어 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력 성분을 계측한다. The DC power usage monitoring apparatus 100 is installed in the DC line portion between the bidirectional inverter 10 and the load 20 in the DC grid and measures the bi-directional DC power component flowing in the DC line.

즉, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 감시하며, 전압과 전류의 이상 여부를 판단한다. 만일, 전압과 전류 중 적어도 하나가 이상 상태이면, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 양방향 인버터(10)로 동작 제어 명령을 전송하거나, 관리자 단말(200)로 알림 정보를 전송한다. 여기서, 동작 제어 명령은 동작 정지 명령 또는 변환 속도 감소를 위한 명령을 포함할 수 있다. That is, the DC power use monitoring apparatus 100 monitors the bidirectional direct current power, voltage, and current flowing in the DC line of the DC grid, and determines whether the voltage and the current are abnormal. If at least one of the voltage and the current is abnormal, the DC power use monitoring apparatus 100 transmits an operation control command to the bidirectional inverter 10 or transmits notification information to the administrator terminal 200. Here, the operation control command may include an operation stop command or a command for reducing the conversion speed.

특히, 전압과 전류 중 어느 하나만 이상 상태일 때는 '주의' 상태로 판단하여 관리자 알림 기능을 수행하여 현장 조치나 검사 등이 가능하게 하고, 전압과 전류 모두가 이상 상태일 때는 '위험' 상태로 판단하여 관리자 알림 및 양방향 인버터(10)의 동작 제어를 병행할 수 있다. 이때, 동작 제어 명령에 의해 양방향 인버터(10)는 전력 변환을 중단하거나 전력 변환 속도를 늦출 수 있다.In particular, when only one of the voltage and the current is abnormal, it is judged to be in the state of "Caution", and an administrator notification function is performed to enable field treatment or inspection, and when both voltage and current are abnormal, So that manager notification and operation control of the bidirectional inverter 10 can be performed in parallel. At this time, the bidirectional inverter 10 can stop the power conversion or slow down the power conversion speed by the operation control command.

이와 같이, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 직류 전력을 계측한 결과로부터 이상 상태가 인지되면, 양방향 인버터(10)의 동작 정지 또는 변환 속도 감소 등을 유도하여 직류 그리드 시스템의 고장 및 손상을 최소화할 수 있고, 유무선 통신망을 통해 관리자 단말(200)로 관련 정보를 제공하여 후족 조치 가능하게 할 수 있다. 여기서, 관리자 단말(200)은 스마트폰, 패드, 노트북, 태블릿, 데스크탑 등에 해당할 수 있다.As described above, when the abnormal state is recognized from the result of measurement of the DC power, the DC power use monitoring apparatus 100 minimizes the failure and damage of the DC grid system by inducing the operation stop of the bidirectional inverter 10, And the related information can be provided to the administrator terminal 200 through the wired / wireless communication network, thereby making it possible for the administrator to take measures. Here, the administrator terminal 200 may correspond to a smart phone, a pad, a notebook, a tablet, a desktop, and the like.

도 2는 도 1에 도시된 DC 전력 사용 감시 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 계측부(110), 판단부(120), 통신부(130), 저장부(140)를 포함한다.FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the DC power use monitoring apparatus shown in FIG. 1. FIG. Referring to FIG. 2, the DC power usage monitoring apparatus 100 includes a measuring unit 110, a determining unit 120, a communication unit 130, and a storage unit 140.

계측부(110)는 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 계측한다. 여기서 계측부(110)는 DC 선로에 설치한 센서를 이용하여 전압, 전류 등의 연속적인 샘플링 데이터를 획득할 수 있다. The measuring unit 110 measures bi-directional DC power, voltage, and current flowing in the DC line of the DC grid. Here, the measuring unit 110 can acquire continuous sampling data such as voltage and current using a sensor installed on the DC line.

본 발명의 실시예에서 계측부(110)는 100 ㎲ 이하의 샘플링 시간을 사용하여 데이터를 고속으로 계측할 수 있는데, 이에 따르면 초당 10,000개 이상의 데이터를 획득할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the measuring unit 110 can measure data at a high speed using a sampling time of 100 ㎲ or less. According to this, the measuring unit 110 can acquire more than 10,000 data per second.

판단부(120)는 DC 선로 상에서 계측된 전압 및 전류 데이터를 감시하여 정상 범위와 비교하고 이상 여부를 판단한다. 이때, 정상 범위와의 비교를 위해 임계치를 사용할 수 있다.The determination unit 120 monitors voltage and current data measured on the DC line, compares the voltage and current data with a normal range, and determines whether or not the voltage and current data are abnormal. At this time, a threshold value can be used for comparison with the normal range.

통신부(130)는 전압과 전류 중 어느 하나만 이상 상태이면 관리자 단말(200)로 알림 정보를 전송하며, 전압과 전류 모두 이상 상태로 판단된 경우 관리자 단말(200)로 알림 정보를 전송함과 동시에 양방향 인버터(10)로 동작 정지 또는 변환 속도 감소를 위한 동작 제어 명령을 전송할 수 있다.The communication unit 130 transmits the notification information to the administrator terminal 200 if both the voltage and the current are abnormal. If it is determined that both the voltage and the current are abnormal, the communication unit 130 transmits the notification information to the administrator terminal 200, The inverter 10 can send an operation control command for stopping the operation or reducing the conversion speed.

또한, 통신부(130)는 측정 데이터의 분석을 통하여 획득한 사용자(부하) 측 전력 사용량 및 사용 추이 등을 사용자 단말 등으로 제공할 수 있다. 여기서 DC 전력 사용 감시 장치(100)는 측정 데이터의 분석을 수행하는 제어부를 더 포함할 수도 있다.Also, the communication unit 130 can provide the user (load) side power consumption and usage trend acquired through the analysis of the measurement data to the user terminal or the like. Here, the DC power usage monitoring apparatus 100 may further include a controller for performing analysis of measurement data.

본 발명의 실시예에서, 판단부(120)는 전압 및 전류 중 어느 하나인 제1 데이터(ex, 전류)가 기 설정된 임계값을 초과한 경우 제1 데이터에 이상이 있다고 판단하고, 나머지 제2 데이터(ex, 전압 데이터) 역시 기준값과 비교하여 제2 데이터도 이상이 있는지 판단할 수 있다. 여기서 물론, 임계값은 제1 데이터에 대한 임계치이고 기준값은 제2 데이터에 대한 임계치를 나타낸다.In the embodiment of the present invention, when the first data (ex, current), which is either the voltage or the current, exceeds the preset threshold value, the determination unit 120 determines that the first data is abnormal, The data (ex, voltage data) can also be compared with the reference value to determine whether the second data is abnormal. Here, of course, the threshold value is a threshold value for the first data and the reference value represents a threshold value for the second data.

즉, 전압과 전류 중 어느 하나를 메인 데이터로 하여 1차적으로 검토한 후 이상이 없다면 정상 전력으로 판단할 수 있으며, 만일 이상이 있는 경우에는 나머지 하나 역시 2차적으로 검토하여 이 역시 이상으로 판단되면 양방향 인버터(10)의 동작을 중단시키거나 전력 변환 속도를 감소시켜 위험 요소를 최소화한다.That is, it is possible to judge that the power is normal if any one of the voltage and the current is considered as the main data, and if there is no abnormality, it is judged as normal power. If there is an abnormality, The operation of the bidirectional inverter 10 is stopped or the power conversion rate is reduced to minimize the risk factor.

구체적인 예로서, DC 선로에서 측정된 제1 데이터(ex, 전류)가 임계값을 초과한 경우, 판단부(120)는 다시 제2 데이터(ex, 전압)가 기준값을 초과하는지 판단한다.As a specific example, when the first data (ex, current) measured in the DC line exceeds the threshold value, the determining unit 120 again determines whether the second data (ex, voltage) exceeds the reference value.

이때, 판단부(120)는 제1 데이터(ex, 전류)가 임계값을 초과한 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간에서 계측된 제2 데이터(ex, 전압)들을 각각 기준값과 비교한다. 즉, 초과 시점을 기준으로 근접한 시간 범위 내에 존재하는 제2 데이터들을 모두 기준값과 비교한다. 이때, 제2 데이터들 중 적어도 하나가 기준값을 초과한 경우, 판단부(120)는 전압 및 전류 모두 이상 상태로 판단할 수 있다.At this time, the determination unit 120 compares the second data (ex, voltage) measured in the section before and after the set range with the reference value based on the time point at which the first data (ex, current) exceeds the threshold value. That is, all of the second data existing within the close time range based on the exceeding time point are compared with the reference value. At this time, if at least one of the second data exceeds the reference value, the determination unit 120 may determine that both voltage and current are abnormal.

즉, 전류 값에 이상이 발생한 시점을 기준으로 전후의 시간 구간(근접 시간 구간) 내 전압 값들을 모두 기준값과 비교하여, 하나라도 기준값을 초과한 경우 전압 및 전류 모두 이상 상태로 판단할 수 있다. That is, all of the voltage values within the time interval (near time interval) before and after the occurrence of the abnormality in the current value are compared with the reference value, and if any one of the voltage values exceeds the reference value, both voltage and current can be determined as abnormal.

물론, 판단부(120)는 상술한 것과 반대로, 전압 데이터를 메인 데이터로 하여 상술한 바와 동일한 원리의 방식을 수행할 수 있다.Of course, the determination unit 120 can perform the same principle as described above with the voltage data as the main data, contrary to the above.

본 발명의 실시예에서, 제1 데이터에 대한 임계값은 서로 다른 크기의 제1 내지 제N 레벨의 임계값을 포함할 수 있다. 여기서, 판단부(120)는 초과한 레벨이 높은 레벨일수록 설정 범위를 증가시킬 수 있다. In an embodiment of the present invention, the threshold values for the first data may include first to Nth threshold values of different sizes. Here, the determination unit 120 may increase the setting range as the exceeding level is higher.

설정 범위가 넓어지면 기준값과 비교되는 제2 데이터의 범위 역시 넓어지게 된다. 예를 들어, 전류 데이터가 제1 임계값을 초과한 경우, 초과 시점을 기준으로 전후에 측정된 100개의 전압 데이터를 기준값과 비교하고, 제2 임계값을 초과한 경우는 200개의 전압 데이터들을 기준값과 비교할 수 있다.When the setting range is widened, the range of the second data to be compared with the reference value also becomes wider. For example, when the current data exceeds the first threshold value, 100 voltage data measured before and after the excessive time point is compared with the reference value, and when the current value exceeds the second threshold value, .

그 밖에도, 본 발명의 실시예는 제1 데이터가 임계값을 초과한 경우 초과 시점을 기준으로 설정 범위 전후 구간에 있는 모든 제1 및 제2 데이터들을 저장할 수 있다. In addition, the embodiment of the present invention can store all the first and second data in the interval before and after the setting range based on the exceeding time when the first data exceeds the threshold value.

도 3은 본 발명의 실시예에서 이상 발생 시 데이터를 저장하는 구성을 설명하는 도면이다. 이러한 도 3은 제1 데이터는 전류이고 제2 데이터는 전압인 경우를 예시한 것이다.Fig. 3 is a diagram for explaining a configuration for storing data in the event of an error in the embodiment of the present invention. Fig. 3 illustrates a case where the first data is a current and the second data is a voltage.

도 3의 (a)와 같이, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 전류 데이터가 제1 임계값(Ith1)을 초과하게 되면, 초과한 시점(tA)을 기준으로 설정 범위(ΔT) 전후에 해당하는 구간(L; tA±ΔT)에 속한 전류 및 전압 데이터들을 저장부(140)에 저장할 수 있다. 또한, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 도 3의 (b)와 같이 해당 구간(L) 내 전압 데이터들을 기 설정된 기준값(Vth)과 비교하여 전압 이상 여부를 추가로 판단할 수 있다. As in (a) of Figure 3, DC power use monitoring device 100 includes a current data is the first threshold value (I th1) before and after setting on the basis of the excess time (t A) range (ΔT) when it exceeds the the section in which the; the current and voltage data that belongs to the (L t a ± ΔT) can be stored in the storage unit 140. Also, the DC power usage monitoring apparatus 100 may compare the voltage data within the corresponding interval L with a preset reference value V th as shown in FIG. 3 (b) to further determine whether or not the voltage abnormality is present.

물론, 도 3에서 전류가 제2 임계값(Ith2)을 초과했다면, ΔT의 크기가 증가하여 구간(L)의 길이 역시 증가하여, 데이터 저장 범위 및 전압 데이터 감시 범위도 넓어지게 될 것이다. 이처럼 DC 전력 사용 감시 장치(100)는 이상 발생 시점 근방의 전압 및 전압 데이터를 모두 저장할 수 있고, 추후 데이터 분석, 고장 진단 등에 활용할 수 있다.Of course, if the current exceeds the second threshold value Ith2 in FIG. 3, the magnitude of DELTA T increases and the length of the interval L also increases, thereby widening the data storage range and the voltage data monitoring range. As described above, the DC power usage monitoring apparatus 100 can store both the voltage and voltage data in the vicinity of the abnormality occurrence point, and can be utilized for data analysis and trouble diagnosis in the future.

저장부(140)는 계측부(110)에서 계측한 정보를 설정 시간(ex, 1초, 10초) 간격으로 저장한다. 예를 들어, 저장부(140)는 메모리 절약을 위해, 초당 1만개 이상의 계측 데이터를 모두 저장하지 않고, 1초당 한번씩 전압 및 전류 데이터를 저장할 수 있다. The storage unit 140 stores the information measured by the measuring unit 110 at preset time intervals (ex, 1 second, and 10 seconds). For example, the storage unit 140 may store voltage and current data once per second, without storing more than 10,000 measurement data per second, in order to save the memory.

물론, 저장부(140)는 이상 상태의 데이터가 발생한 경우에는 앞서와 같이 저장 주기(ex, 1초 간격)와는 무관하게, 인접 범위의 시간 구간(L)에 대한 전압 및 전류 데이터들도 저장할 수 있다.Of course, the storage unit 140 may store the voltage and current data for the time interval L of the adjacent range regardless of the storage period (ex, interval of 1 second) have.

이와 같이, 저장부(140)는 기본적으로는 계측부(110)에서 계측되는 정보를 저장부(140)에 설정 시간 간격으로만 저장하지만, 판단부(120)의 판단 결과 제1 데이터가 임계값을 초과한 시점이 발생한 경우에는 초과 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간(L)에 계측된 제1 및 제2 데이터들도 추가로 저장할 수 있다.In this way, the storage unit 140 basically stores the information measured by the measurement unit 110 in the storage unit 140 only at preset time intervals. However, when the determination unit 120 determines that the first data is a threshold value The first and second data measured in the section L before and after the set range can be additionally stored based on the exceeding time.

그 밖에도, 저장부(140)는 계측된 정보를 설정 시간 간격으로 저장하되, 현재 시점의 계측 정보가 최근 기 저장된 계측 정보와 동일한 경우에는 현재 시점의 계측 정보를 저장하지 않도록 하여, 이를 통해 데이터를 압축 저장하는 효과를 제공한다.In addition, the storage unit 140 may store the measured information at set time intervals. If the measurement information of the current time is the same as the recently measured measurement information, the storage unit 140 does not store the measurement information of the current time, And provides an effect of compression storage.

실제로 전력 사용 데이터는 실시간으로 변하지만, 거의 일정한 값을 유지하며 변동하게 된다. 즉, 전력 사용량 값은 실시간으로 값이 크게 변하지 않게 사용되므로, 저장부(140)는 매 1초 마다 한번씩 데이터를 저장하는 것이 아니라, 현재 전력 사용량과 1초 전의 전력 사용량이 동일한 경우 현재의 전력 사용량 값을 저장하지 않으며 값이 변동될 때마다 저장하면 된다. Actually, the power usage data changes in real time but keeps almost constant value. That is, since the power consumption value is used so that the value does not change greatly in real time, the storage unit 140 does not store the data once every second, but if the current power consumption is equal to the power consumption of one second before, Do not store the value and save it whenever the value changes.

저장부(140)에 저장된 데이터는 데이터 분석 과정 등을 거쳐 통신부(130)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 이때, 사용자(부하 측)의 실시간 사용값, 과거 전력 사용 데이터 등이 제공될 수 있다. 실제로 저장부(140)에 저장된 데이터를 분석하면 사용자의 전력 사용량 변화 추이, 실시간 사용량과 과거 사용량의 추이 등을 확인할 수 있으며, 분석 결과를 사용자에게 제공함으로써 직류 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 한다.The data stored in the storage unit 140 may be provided to the user through the communication unit 130 through a data analysis process or the like. At this time, the real-time usage value of the user (load side), past power usage data, and the like can be provided. Actually, by analyzing the data stored in the storage unit 140, it is possible to check the change of the user's power consumption, the change of the real time usage amount and the past usage amount, and provide the analysis result to the user so that the DC power can be efficiently used.

이와 같이, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 양방향 직류 사용량을 실시간으로 측정, 저장 및 분석할 수 있고, 저장된 데이터 및 전력 품질 분석 결과를 사용자에게 제공할 수 있다. Thus, the DC power use monitoring apparatus 100 can measure, store and analyze the bidirectional DC usage in real time, and can provide the stored data and the power quality analysis result to the user.

이를 통해, 직류 그리드 내의 실시간 직류 사용량 정보를 제공하고 사용자가 직류 전력을 효율적으로 사용하고 사용량 감소를 유도할 수 있어 직류 에너지 이용 효율을 높일 수 있다. 또한, 직류 사용량 데이터를 압축 저장하여 메모리를 절약할 수 있다.Through this, real-time DC usage information in the DC grid can be provided, and the user can efficiently use the DC power and induce a reduction in the usage, thereby increasing the efficiency of DC energy utilization. In addition, it is possible to save the memory by compressing and storing the DC usage data.

도 4는 도 2의 DC 전력 사용 감시 장치를 이용한 DC 전력 사용 감시 방법을 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining a DC power use monitoring method using the DC power use monitoring apparatus of FIG.

도 4를 참조하면, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 계측한다(S410). Referring to FIG. 4, the DC power usage monitoring apparatus 100 measures bi-directional DC power, voltage, and current flowing in a DC line (S410).

이후, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 현재 측정한 전류 값이 기 설정된 소정 임계값을 초과하는지 판단한다(S420). 만일, 전류 값이 기 지정된 최소 임계값인 제1 임계값(Ith1)을 초과하지 않았다면 출력 전원을 정상으로 판단하고 이전의 S410 단계를 다시 진행한다.Thereafter, the DC power usage monitoring apparatus 100 determines whether the current value measured by the DC power monitoring apparatus 100 exceeds a predetermined threshold value (S420). If the current value does not exceed the first threshold value Ith1 , which is the predetermined minimum threshold value, the output power source is determined to be normal and the previous step S410 is performed again.

하지만, 출력 측 전류가 제1 내지 제3 임계값(Ith1~Ith3) 중 어느 하나라도 초과한 경우, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 출력 전류 이상으로 판단하고, 해당 임계값의 크기에 대응하여 설정 범위(ΔT)를 조절한다(S440). 예를 들어, 전류가 제3 임계값을 초과한 경우에는 ΔT 역시 도 3에 도시된 것보다 3배로 증가할 수 있다.However, when the output side current exceeds any one of the first to third thresholds Ith1 to Ith3 , the DC power use monitoring apparatus 100 determines that the output current is equal to or greater than the output current, And the setting range? T is adjusted accordingly (S440). For example, if the current exceeds the third threshold, [Delta] T may also be increased three times as much as shown in Fig.

이후, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 해당 시점(tA)으로부터 설정 범위(ΔT) 전후의 구간(L)에 측정된 전류 및 전압 데이터들을 모두 저장한 다음(S440), 구간(L) 내 전압 데이터를 기 설정된 기준값(Vth)과 비교한다(S450).Thereafter, the DC power use monitoring apparatus 100 stores the measured current and voltage data in the section L before and after the set range T from the corresponding point in time t A (S440) The voltage data is compared with a preset reference value V th (S450).

만일, 구간(L) 내 전압 데이터 중 기준값(Vth)을 초과한 데이터가 적어도 하나 존재하면, DC 전력 사용 감시 장치(100)는 출력 전압도 이상이 있다고 판단한다. 이와 같이 전압과 전류 모두 이상 상태인 경우에는 DC 전력 사용 감시 장치(100)에서 관리자 알림 모드 및 양방향 인버터(10)의 동작 제어 모드를 동시에 수행한다(S460). 하지만, 전류만 이상이 있고 전압에는 이상이 없는 경우에 DC 전력 사용 감시 장치(100)는 관리자 알림 모드만 수행하도록 한다(S470).If at least one of the voltage data in the interval L exceeds the reference value Vth , the DC power use monitoring apparatus 100 determines that the output voltage is abnormal. If both the voltage and the current are abnormal, the DC power use monitoring apparatus 100 simultaneously performs the manager notification mode and the operation control mode of the bidirectional inverter 10 (S460). However, if there is more than the current and there is no abnormality in the voltage, the DC power use monitoring apparatus 100 performs only the manager notification mode (S470).

이상과 같은 본 발명에 의하면, 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향의 직류 전력을 계측하고 계측 결과를 이용하여 이상 발생 시 직류 그리드 상의 양방향 인버터의 동작을 정지시키거나 전력 변환 속도를 감소시키도록 제어함으로써 직류 그리드 시스템을 안전하게 보호할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, it is possible to control the bidirectional DC power flowing in the DC line of the DC grid and to use the measurement results to stop the operation of the bidirectional inverter on the DC grid or to reduce the power conversion rate There is an advantage that the DC grid system can be safely protected.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: DC 전력 사용 감시 장치 110: 계측부
120: 판단부 130: 통신부
140: 저장부 200: 관리자 단말100: DC power use monitoring device 110:
120: determination unit 130: communication unit
140: storage unit 200: administrator terminal

Claims (12)

직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치에 있어서,
상기 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 계측하되, 센서를 이용하여 상기 전압 및 전류의 연속적인 샘플링 데이터를 계측하는 계측부;
상기 전압과 전류를 감시하여 이상 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 전압과 전류 중 적어도 하나가 이상 상태이면, 상기 DC 선로와 교류 전력망 사이에서 전력 변환을 수행하는 양방향 인버터로 동작 정지 또는 변환 속도 감소를 위한 동작 제어 명령을 전송하거나 관리자 단말로 알림 정보를 전송하는 통신부를 포함하며,
상기 판단부는,
상기 전압 및 전류 중 어느 하나인 제1 데이터가 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 나머지 하나인 제2 데이터를 기준값과 비교하되, 상기 초과한 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간에 계측된 복수의 제2 데이터들을 각각 상기 기준값과 비교하는 DC 전력 사용 감시 장치.A DC power usage monitoring device for protecting a DC grid,
A measuring unit for measuring bidirectional DC power, voltage, and current flowing through a DC line of the DC grid, and measuring continuous sampling data of the voltage and current using a sensor;
A determination unit for monitoring the voltage and the current to determine an abnormality; And
When the at least one of the voltage and the current is in an abnormal state, an operation control command for stopping the operation or reducing the conversion speed is transmitted to the bidirectional inverter that performs power conversion between the DC line and the AC power grid, And a communication unit,
Wherein,
When the first data, which is one of the voltage and the current, exceeds a predetermined threshold value, the second data, which is the remaining one, is compared with a reference value, and a plurality of And comparing the second data with the reference value, respectively. 청구항 1에 있어서,
상기 통신부는,
상기 전압 또는 전류 중 하나가 이상 상태인 경우 상기 관리자 단말로 상기 알림 정보를 전송하며,
상기 전압 및 상기 전류 모두 이상 상태인 경우 상기 양방향 인버터로 동작 정지 요청 신호 또는 변환 속도 감소 요청 신호를 전송하고 상기 관리자 단말로 상기 알림 정보를 전송하는 DC 전력 사용 감시 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And transmits the notification information to the administrator terminal when one of the voltage or the current is abnormal,
And transmits the operation stop request signal or the conversion rate decrease request signal to the bidirectional inverter when the voltage and the current are abnormal, and transmits the notification information to the administrator terminal. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 판단부는,
상기 제2 데이터들 중 적어도 하나가 상기 기준값을 초과한 경우 상기 전압 및 상기 전류 모두 이상 상태로 판단하는 DC 전력 사용 감시 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
And determines that both the voltage and the current are abnormal if at least one of the second data exceeds the reference value. 청구항 1에 있어서,
상기 계측된 정보를 설정 시간 간격으로 저장하는 저장부를 더 포함하며,
상기 저장부는,
상기 제1 데이터가 상기 임계값을 초과한 경우에는 상기 초과한 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간에 계측된 복수의 제1 및 제2 데이터들을 모두 저장하는 DC 전력 사용 감시 장치.The method according to claim 1,
And a storage unit for storing the measured information at set time intervals,
Wherein,
And stores all of the first and second data measured in the interval before and after the set range based on the exceeding time when the first data exceeds the threshold. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
상기 임계값은 서로 다른 크기의 다단의 레벨을 포함하며,
상기 판단부는,
상기 초과한 레벨이 높은 레벨일수록 상기 설정 범위를 증가시키는 DC 전력 사용 감시 장치.The method according to claim 1 or 5,
Wherein the threshold comprises multiple levels of levels of different sizes,
Wherein,
And increases the set range as the exceeded level is higher. 청구항 5에 있어서,
상기 저장부는,
상기 계측된 정보를 설정 시간 간격으로 저장하되, 현재 시점의 계측 정보가 최근 기 저장된 계측 정보와 동일한 경우 현재 시점의 계측 정보를 저장하지 않는 DC 전력 사용 감시 장치.The method of claim 5,
Wherein,
And stores the measured information at set time intervals, and does not store measurement information at the current time when measurement information of the current time is the same as recently pre-stored measurement information. 직류 그리드를 보호하기 위한 DC 전력 사용 감시 장치의 DC 전력 사용 감시 방법에 있어서,
상기 직류 그리드의 DC 선로에 흐르는 양방향 직류 전력과 전압 및 전류를 계측하되, 센서를 이용하여 상기 전압 및 전류의 연속적인 샘플링 데이터를 계측하는 단계;
상기 전압과 전류를 감시하여 이상 여부를 판단하는 단계; 및
상기 전압과 전류 중 적어도 하나가 이상 상태이면, 상기 DC 선로와 교류 전력망 사이에서 전력 변환을 수행하는 양방향 인버터로 동작 정지 또는 변환 속도 감소를 위한 동작 제어 명령을 전송하거나 관리자 단말로 알림 정보를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 판단하는 단계는,
상기 전압 및 전류 중 어느 하나인 제1 데이터가 기 설정된 임계값을 초과한 경우, 나머지 하나인 제2 데이터를 기준값과 비교하되, 상기 초과한 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간에 계측된 복수의 제2 데이터들을 각각 상기 기준값과 비교하는 DC 전력 사용 감시 방법.A DC power usage monitoring method of a DC power use monitoring apparatus for protecting a DC grid,
Measuring bi-directional DC power, voltage, and current flowing through the DC line of the DC grid, and measuring continuous sampling data of the voltage and current using a sensor;
Monitoring the voltage and current to determine an abnormality; And
When the at least one of the voltage and the current is in an abnormal state, an operation control command for stopping the operation or reducing the conversion speed is transmitted to the bidirectional inverter that performs power conversion between the DC line and the AC power grid, ≪ / RTI >
Wherein the determining step comprises:
When the first data, which is one of the voltage and the current, exceeds a predetermined threshold value, the second data, which is the remaining one, is compared with a reference value, and a plurality of And comparing the second data with the reference value, respectively. 청구항 8에 있어서,
상기 전송하는 단계는,
상기 전압 또는 전류 중 하나가 이상 상태인 경우 상기 관리자 단말로 상기 알림 정보를 전송하며,
상기 전압 및 상기 전류 모두 이상 상태인 경우 상기 양방향 인버터로 동작 정지 요청 신호 또는 변환 속도 감소 요청 신호를 전송하고 상기 관리자 단말로 상기 알림 정보를 전송하는 DC 전력 사용 감시 방법.The method of claim 8,
Wherein the transmitting comprises:
And transmits the notification information to the administrator terminal when one of the voltage or the current is abnormal,
And transmits the operation stop request signal or the conversion rate decrease request signal to the bidirectional inverter when the voltage and the current are abnormal, and transmits the notification information to the administrator terminal. 삭제delete 청구항 8에 있어서,
상기 계측된 정보를 저장하는 단계를 더 포함하며,
상기 저장하는 단계는,
상기 계측된 정보를 설정 시간 간격으로 저장하되, 상기 제1 데이터가 상기 임계값을 초과한 경우에는 상기 초과한 시점을 기준으로 설정 범위 전후의 구간에 계측된 복수의 제1 및 제2 데이터들을 모두 저장하는 DC 전력 사용 감시 방법.The method of claim 8,
Further comprising the step of storing the measured information,
Wherein the storing step comprises:
Wherein when the first data exceeds the threshold value, a plurality of first and second data measured in a section before and after the set range on the basis of the exceeded time point are all stored Saving DC power usage monitoring method. 청구항 8 또는 청구항 11에 있어서,
상기 임계값은 서로 다른 크기의 다단의 레벨을 포함하며,
상기 초과한 레벨이 높은 레벨일수록 상기 설정 범위가 증가하는 DC 전력 사용 감시 방법.The method according to claim 8 or 11,
Wherein the threshold comprises multiple levels of levels of different sizes,
And the set range increases as the level exceeded is higher.
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