KR101983806B1 - 기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치 - Google Patents

기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101983806B1
KR101983806B1 KR1020180001585A KR20180001585A KR101983806B1 KR 101983806 B1 KR101983806 B1 KR 101983806B1 KR 1020180001585 A KR1020180001585 A KR 1020180001585A KR 20180001585 A KR20180001585 A KR 20180001585A KR 101983806 B1 KR101983806 B1 KR 101983806B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
data
transmission
reference time
power
time point
Prior art date
Application number
KR1020180001585A
Other languages
English (en)
Inventor
박래용
엄태선
김민영
장동환
김성은
정승훈
Original Assignee
한국지역난방공사
홍익대학교 산학협력단
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 한국지역난방공사, 홍익대학교 산학협력단 filed Critical 한국지역난방공사
Priority to KR1020180001585A priority Critical patent/KR101983806B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101983806B1 publication Critical patent/KR101983806B1/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
    • H02J2003/007—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/10—Applications of fuel cells in buildings
    • Y02B90/12—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/20—Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security
    • Y04S40/22—

Abstract

기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 기준시점의 송전손실계수 제공 장치가 제공된다. 이 방법은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 송전손실계수(Transmission Loss Factor, TLF) 제공 장치에서 수행되는 기준시점의 송전손실계수(TLF)를 제공하는 방법으로서, 기준시점을 설정하는 단계, 발전 데이터, 송변전 데이터 및 부하 데이터를 각각 입력받는 단계, 입력 데이터를 상기 기준시점의 PSS/E(Power System Simulator for Engineering) 데이터로 모델링하여, 모델링 결과를 기초로 기준시점의 계통 데이터를 생성하는 단계, 그리고 상기 기준시점의 계통 데이터를 이용하여 상기 기준시점의 발전기 별로 송전손실계수(TLF)를 계산하여 제공하는 단계를 포함한다.

Description

기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치{METHOD FOR PROVIDING TRANSMISSION LOSS FACTOR OF REFERENCE POINT, MODELING METHOD OF SYSTEM DATA OF THE REFERENCE POINT AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 지구온난화와 같은 환경문제와 송전망 건설을 위한 입지확보의 어려움 등으로 친환경, 고효율이면서 수요지에 인접한 분산전원에 대한 요구가 확대되고 있다. 분산전원 중 하나이면서 에너지 이용 효율이 높은 열병합발전소(Combined Heat and Power Plant, 이하, 'CHP'라 통칭함)는 수요지에 인접하여 있어, 지리적 편익이 발생한다. 이러한 지리적 편익은 송전망 건설에 따른 사회적 비용 최소화, 초고압 대전력의 신규 송전선로 건설 회피, 낮은 송전손실률로 인한 국가 전체의 에너지 이용 효율 증대, 송전혼잡 등 송전망 운영에 따른 편익 등이다.
CHP는 지리적 편익뿐만 아니라 에너지 효율측면이나 계통안정화 측면에서의 장점도 있음에도 불구하고 이에 대한 정당한 가치를 제도적으로 평가받지 못하고 있는 실정이다.
또한, 전력시장에서의 발전비용 경쟁이 심화되면서 CHP의 송전손실계수(Transmission Loss Factor, TLF)가 높음에도 급전순위가 뒤로 밀리고 있다. 이에 따라 송전손실계수(TLF) 중장기 전망을 통한 CHP의 투자 및 운용 대책 수립 기반 조성이 필요하다.
발전기의 급전순위 및 수익은 송전손실계수(TLF)에 영향을 받는다. 송전손실계수(TLF)의 사전적 정의는 발전기의 송전단에서 계량기 설치위치까지의 송전선로상에서 발생한 송전손실률을 말한다. 송전손실계수(TLF)는 발전기의 한계손실계수(Marginal Loss Factor, MLF)로서 임의모선의 단위부하 공급에 필요한 기준모선의 발전량을 말한다.
송전손실계수(TLF)는 전력계통의 상태에 따라 그 값이 변하게 되는데, 전력계통은 발전기 진입 및 송전망 건설 등에 의해 지속적으로 변하고 있다. 이에 따라 송전손실계수(TLF) 역시 매년 변화하고 있으나, 관련 소프트웨어의 부재로 발전사들은 그 값을 예측하기 어려운 실정이다.
송전손실계수(TLF)는 송전손실지수 중 페널티계수(Penalty Factor, PF)에서 도출되었다. 페널티계수(PF)는 계통 전체의 부하에 전력을 공급하면서 발전기의 연료비를 최소로 하는 경제급전 문제에서 유도된다(Allen J. Wood, Bruce F. Wollenberg, POWER GENERATION, OPERATION, AND CONTROL, JOHN WILEY & SONS. INC., 1984, p.114-116).
종래의 한국형 계통운영시스템(Energy Management System, 이하, 'EMS'라 통칭함)용 송전손실계수(TLF) 산정 및 관리 프로그램이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 프로그램은 EMS 내부에서 계산하고, 실시간 계통의 계산 프로그램으로 특정 시점의 전망을 위한 송전손실계수(TLF) 계산은 불가능하다.
송전손실계수(TLF)의 중장기 전망을 위해서는 전망하고자 하는 시점을 선정하고 해당 시점의 계통 데이터를 구성한 뒤 송전손실계수(TLF)를 계산해야 한다. 중장기적인 송전손실계수(TLF) 변화를 예측하기 위해서는 예측하고자 하는 시점의 계통 데이터가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전망하고자 하는 기준시점의 계통 데이터를 모델링하고, 이러한 기준시점의 계통 데이터를 이용하여 기준시점의 발전기 송전손실계수(TLF)를 제공하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 특징에 따르면, 기준시점의 송전손실계수 제공 방법은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 송전손실계수(Transmission Loss Factor, TLF) 제공 장치에서 수행되는 기준시점의 송전손실계수(TLF)를 제공하는 방법으로서, 기준시점을 설정하는 단계, 발전 데이터, 송변전 데이터 및 부하 데이터를 각각 입력받는 단계, 입력 데이터를 상기 기준시점의 PSS/E(Power system simulator for engineering) 데이터로 모델링하여, 모델링 결과를 기초로 기준시점의 계통 데이터를 생성하는 단계, 그리고 상기 기준시점의 계통 데이터를 이용하여 상기 기준시점의 발전기 별로 송전손실계수(TLF)를 계산하여 제공하는 단계를 포함한다.
상기 생성하는 단계는, 상기 PSS/E 데이터로부터 상기 기준시점에 해당하는 발전기 데이터를 추출하는 단계, 추출한 발전기 데이터를 기초로 M-CORE 데이터의 발전소 데이터를 발전기 데이터로 변환하는 단계, 그리고 상기 M-CORE 데이터의 발전기 별 발전력 데이터를 발전기 별로 배분하여, 상기 기준시점의 발전기별 발전 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 생성하는 단계는, 기 저장 또는 기 입력된 년도 및 월 단위의 송변전 설비 정보를 기초로 상기 PSS/E 데이터의 송변전 데이터를 상기 기준시점의 송변전 데이터로 모델링할 수 있다.
상기 기준시점의 송전손실계수(TLF)는, 상기 기준시점의 계통 데이터에 포함된 발전기가 연결된 복수의 모선 별로 단위부하 유효전력의 변화량 및 슬랙모선의 유효전력 발전량의 변화량을 이용하여 산출될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 기준시점의 계통 데이터 생성 방법은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 계통 데이터 제공 장치에서 수행되는 기준시점의 계통 데이터 생성 방법으로서, 기준시점을 설정하는 단계, 발전 데이터, 송변전 데이터 및 부하 데이터를 각각 입력받는 단계, 입력 데이터를 상기 기준시점의 PSS/E(Power system simulator for engineering) 데이터로 모델링하는 단계, 그리고 모델링 결과를 기초로 상기 기준시점의 발전기 별 발전 데이터, 상기 기준시점의 송변전 데이터 및 상기 기준시점의 모선 별 부하 데이터를 상기 기준시점의 계통 데이터로 생성하여 출력하는 단계를 포함한다.
상기 모델링하는 단계는, 상기 PSS/E 데이터로부터 추출한 상기 기준시점에 해당하는 발전기 데이터를 기초로 M-CORE 데이터의 발전소 데이터를 발전기 데이터로 변환하고, 상기 M-CORE 데이터의 발전기 별 발전력 데이터를 발전기 별로 배분하여, 기준시점의 발전기별 발전 데이터를 생성하는 단계, 그리고 기 저장 또는 기 입력된 년도 및 월 단위의 송변전 설비 정보를 기초로 상기 PSS/E 데이터의 송변전 데이터를 상기 기준시점의 송변전 데이터로 모델링하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기준시점의 송전손실계수(TLF) 제공 장치는 M-CORE 데이터 및 PSS/E(Power System Simulator for Engineering) 데이터를 입력받는 입력부, 기준시점의 발전기 별 송전손실계수(Transmission Loss Factor, TLF)를 화면에 출력하는 출력부, 입력 데이터를 기초로 기준시점의 계통 데이터를 생성하고, 상기 기준시점의 계통 데이터를 이용하여 상기 기준시점의 발전기 별 송전손실계수(TLF)를 계산하는 프로그램을 저장하는 메모리, 그리고 상기 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램은, 상기 PSS/E 데이터 및 상기 M-CORE 데이터를 이용하여 기준시점의 발전기별 발전 데이터, 기준시점의 송변전 데이터 및 기준시점의 모선별 부하 데이터를 모델링하고, 모델링 결과를 기초로 기준시점의 계통 데이터를 생성하며, 상기 기준시점의 계통 데이터를 이용하여 상기 기준시점의 발전기 별로 송전손실계수(TLF)를 계산하는 명령어들(Instructions)을 포함한다.
상기 프로그램은, 상기 M-CORE 데이터와 상기 전력 시스템 시뮬레이터(PSS/E) 데이터로부터 추출한 기준시점에 해당하는 발전기 데이터를 이용하여 상기 기준시점의 발전기 별 발전 데이터를 모델링하고, 기 저장 또는 기 입력된 년도 및 월 단위의 송변전 설비 정보를 기초로 상기 PSS/E 데이터의 송변전 데이터를 상기 기준시점의 송변전 데이터로 모델링하며, 상기 총 부하를 상기 PSS/E 데이터의 모선별로 배분하여 상기 기준시점의 모선별 부하 데이터를 모델링하는 명령어들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전망고자 하는 시점의 계통 데이터를 모델링하여 미래 계통에 대한 송전손실계수(TLF) 계산을 가능하게 함으로써, 중장기적인 송전손실계수 변화 예측을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송전손실계수(TLF) 제공 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송전손실계수(TLF) 제공 방법의 일련의 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전 데이터 모델링 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송변전 데이터 모델링 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부하 데이터 모델링 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 송전손실계수(TLF) 제공 장치의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 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.
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 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 명세서에서, 전력계통 또는 계통은 발전소에서 생산한 전기를 전기사용자에게 공급하기 위하여 물리적으로 상호 연결된 전기설비, 즉, 발전설비, 송변전설비, 배전설비, 기타 부대설비 등을 말한다.
송전손실계수(Transmission Loss Factor, TLF)는 발전기의 송전손실계수를 의미한다. 송전손실계수(TLF)는 송전손실지수 중에서 한계손실계수(Marginal Loss Factor, MLF)이다. 송전손실계수(TLF)는 임의모선의 단위부하 공급에 필요한 기준모선의 발전량으로 정의된다. 여기서, 모선은 송·배전선, 발전기, 변압기, 조상설비 등이 접속되어 있는 공동도체를 말한다.
송전손실계수(TLF)는 한계손실계수(MLF)이므로, 페널티계수(PF)의 역수로 나타내며, 수학식 1과 같이 정의된다.
Figure 112018001553434-pat00001
여기서, TLFi는 i 발전기 또는 i 모선(이하, i 모선으로 통칭하여 기재함)의 송전손실계수이다. PFi는 i 모선의 페널티계수이다. Pi는 i 모선이 출력하는 유효전력이다. Ploss는 계통의 총 손실전력(이하, '손실'로 통칭하여 기재함)이다. 계통에는 총 N개(i=1, …, N)의 모선이 존재한다.
TLFi를 계산하려면,
Figure 112018001553434-pat00002
의 값을 계산해야 한다.
Figure 112018001553434-pat00003
는 i 모선의 유효전력 변화량에 따른 계통 전체의 손실변화량이다.
Figure 112018001553434-pat00004
의 계산을 위해서는 계통의 손실에 관한 함수인 Ploss를 알아야 한다. 비선형성이 큰 전력계통의 특성상 Ploss 함수를 알기 어렵다. 그러나, 계통 해석 방법 중 하나인 전력조류계산을 수행하면, Ploss의 함수는 알 수 없어도, Ploss의 값은 구할 수 있다.
전력조류계산을 통해 구한 Ploss를 이용할 수 있도록, 수학식 1을 변형하여 수학식 2와 같이 나타낸다.
Figure 112018001553434-pat00005
i 모선의 유효전력은 i 모선의 유효전력 발전량에서 i 모선의 유효전력 부하를 뺀값이다. 그러므로, i 모선의 유효전력 변화량은 i 모선의 유효전력 발전량의 변화량(ΔPG,i) 또는 i 모선의 유효전력 부하의 변화량(ΔPl,i)이 될 것이다. i 모선의 유효전력 변화량을 발전량 변화량으로 보는 경우와 부하 변화량으로 보는 경우, 변화량 크기는 같으나 부호가 반대이다.
계통전체의 손실 변화량은 i 모선에서 ΔPG,i 또는 ΔPl,i 만큼 변화가 일어났을 때의 계통전체 손실 변화량을 말한다. 이러한 계통전체 손실 변화량은 전력조류계산에서 계통전체의 손실을 전부 감당하는 슬랙모선의 유효전력 발전량으로부터 계산할 수 있다. i 모선에서 ΔPG,i 만큼 발전량을 증가시키고 전력조류계산을 수행하면, 슬랙모선은 계통에서 발생하는 변화량 전부를 감당해야 한다. 따라서, 슬랙모선의 유효전력 발전량은 변화한 i 모선의 발전량인 ΔPG,i만큼을 기존의 발전량에서 감소해야 하고, 계통전체의 손실인 ΔPloss 만큼을 추가로 감당해야 한다. 이것은 결국 슬랙모선의 발전량 변화량(ΔPslack)과 같다. 이러한 과정에 따라서 최종적인 식을 수학식 3에 나타내었다.
Figure 112018001553434-pat00006
ΔPl,i은 i 발전모선의 단위부하 만큼의 유효전력 부하 변화량을 말한다. ΔPslack은 i 발전모선의 단위부하 공급에 필요한 슬랙모선의 발전량을 말한다. 이러한 수학식 3을 변형하여 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018001553434-pat00007
여기서, Pl,i는 i 발전모선의 부하를 미소단위만큼 가변한 후 변화된 i 모선의 유효전력 부하량을 나타낸다. Pl,base는 i 발전모선의 부하를 미소단위만큼 가변하기 전, i 모선의 유효전력 부하량을 나타낸다. Pslack,i는 i 발전모선의 단위부하 가변후, 슬랙모선의 유효전력 발전량을 나타낸다. Pslack,base는 i 발전모선의 단위부하 가변전, 슬랙모선의 유효전력 발전량을 나타낸다.
이때, ΔPl,i는 송전손실계수(TLF) 계산을 위해 계통에 인위적으로 가하는 변화량이므로, 설정값이고, ΔPslack은 ΔPl,i에 의해 발생한다. ΔPslack은 Pslack,i와 Pslack,base에 의해 계산되고, Pslack,i와 Pslack,base는 전력조류계산을 통해 계산된다.
이처럼, 전력조류계산을 이용하여 송전손실계수(TLF)를 계산하는 경우, 임의(
Figure 112018001553434-pat00008
)모선의 단위부하 변동에 따른 변화를 슬랙모선의 발전기가 전부 감당하게 된다. 이러한 특성 때문에 송전손실계수(TLF)는 슬랙모선에 따른 상대적인 값으로 나타나게 된다. 슬랙모선에서 단위부하가 변동하는 경우, 슬랙모선의 발전기가 변동한 단위부하에 손실없이 전력공급이 가능하기 때문에 슬랙모선의 송전손실계수(TLF)는 항상 1이다. 일반적으로, 부하집중지역에서 기준발전기에 비해 송전손실이 작은 발전기는 송전손실계수가 1보다 크고, 발전집중지역에 있어 기준발전기에 비해 송전손실이 큰 발전기는 송전손실계수가 1보다 작다.
송전손실계수(TLF)가 기준모선(슬랙모선)에 대한 상대적인 값이기 때문에, 기준모선의 위치에 따라 송전손실계수(TLF)의 값이 변하게 된다. 현재 전력거래소에서 송전손실계수는 발전소의 주변압기 고압측을 기준으로 산정하며, 기준모선은 보령화력 3~6호기와 제주화력으로 설정한다. 본 명세서에서 기준모선(슬랙모선) 역시, 이러한 설정을 따른다.
이제, 본 발명의 실시예에 따른 기준시점의 송전손실계수(TLF) 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 송전손실계수(TLF) 제공 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송전손실계수(TLF) 제공 방법의 일련의 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 도 1을 참고로 하면, 기준시점의 송전손실계수(TLF) 제공 장치(100)는 계통 데이터 제공부(101) 및 송전손실계수(TLF) 제공부(103)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 계통 데이터 제공부(101)는 기준 시점을 선정한다(S101). 기준시점은 사용자에 의해 설정되는 시점으로서, 년도, 월, 일, 시간을 포함하는 단위로 구성될 수 있다. 예를들면, 기준년도 2017년의 겨울철 최대수요 발생 예상 시점인 2017년 12월 14일 오전 10시가 기준시점이 될 수 있다.
계통 데이터 제공부(101)는 발전, 송변전, 부하 데이터를 입력받는다(S103). 한 실시예에 따르면, 입력 데이터는 M-CORE 및 PSS/E(Power System Simulator for Engineering) 데이터일 수 있다.
여기서, M-CORE는 국내 기업인 Master’s Space(장인의 공간)에서 만든 전력시장 시뮬레이션을 위한 상업용 소프트웨어로서, M-CORE는 발전소별 발전력 데이터와 총 수요 데이터를 제공한다. 여기서, 총 수요 데이터는 총 부하 데이터라고 할 수도 있다.
PSS/E 소프트웨어 툴은 Siemens PTI(Power Technologies International)사에서 개발한 전력계통해석 프로그램이다. PSS/E 소프트웨어 툴은 정적(steady state) 그리고 동적(dynamic state) 조건에서 송전망 및 발전력 평가 등 전력 계통 특성을 모의, 해석 및 최적화하기 위한 소프트웨어 툴로서, 전체 전력 계통을 대략적으로 해석할 수 있다.
PSS/E 데이터는 전선로와 발전소를 대상으로 예상 시뮬레이션을 통해 도출된 발전기 데이터, 모선 데이터, 부하 데이터 등을 포함하고 있고, 이러한 데이터들은 타입, 용량, 특성 등을 포함하고 있다.
계통 데이터 제공부(101)는 입력받은 기준시점을 바탕으로 발전 데이터 및 송변전 데이터 및 부하 데이터를 기준시점의 PSS/E 데이터로 모델링한다(S105).
계통 데이터 제공부(101)는 PSS/E 데이터를 입력받은 발전력 데이터 및 총 부하 데이터, 송변전 데이터를 바탕으로 기준시점의 PSS/E 데이터를 모델링한다. 기준시점의 PSS/E 데이터 모델링은 기준시점의 발전기 별 발전 데이터, 기준시점의 모선별 부하 데이터, 기준시점의 송변전 데이터 모델링으로 구성된다. 그리고 이렇게 모델링된 데이터들로 구성된 기준시점의 계통 데이터를 생성(S107)하여, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 포맷 전력 조류(Format Power Flow) 데이터 형식으로 송전손실계수(TLF) 제공부(103)로 출력한다.
여기서, 계통 데이터 제공부(101)는 M-CORE의 발전소별 발전력 데이터와 PSS/E 데이터의 발전기 데이터를 비교하여 발전소 데이터를 발전기 데이터로 변환한다. 그리고 발전력 데이터를 발전기 별로 분배한다. 이때, M-CORE의 발전소별 발전력 데이터에는 신재생 및 신재생을 포함하는 기타 발전소의 출력 데이터를 포함하는데, 이러한 출력 데이터는 발전기 및 발전기의 접속 위치를 특정할 수 없기 때문에 부하로 처리한다.
또한, PSS/E 송변전 데이터는 기준시점에서의 송변전 설비가 모델링 되어야 한다. 전력거래소에서 제공하는 PSS/E 데이터는 그 시점이 다르므로 기준시점에 맞는 송변전 설비를 추가 및 제거해야한다. 이때, 계통 데이터 제공부(101)는 한국전력공사에서 제공하는 발전기 진입계획에 따른 송변전설비 진입계획을 이용하여, PSS/E 데이터에서 기준시점의 송변전 설비를 추출한다. 예를들어, 장기 송변전설비계획에서는 송변전 설비의 사업년도를 월(Month)까지만 제공하기 때문에, 기준시점에서 운영되고 있는 송변전 설비를 정확히 파악할 수 없다. 그러나 사업년도가 기준시점의 바로 전 달인 송변전 설비는 기준시점에 반드시 운영되므로, 기준년도에서의 송변전 설비는 기준시점의 바로 전달이 사업년도인 송변전 설비까지 만을 고려한다. 장기 송변전설비계획으로만 판단할 수 없는 송변전설비의 경우, PSS/E 송변전 데이터를 참고하여 데이터의 신뢰성을 확보할 수 있다.
즉, 계통 데이터 제공부(101)는 발전기 진입계획에 따른 송변전설비 진입계획을 기초로 PSS/E 송변전 데이터를 기준시점의 송변전 데이터로 모델링한다.
PSS/E 데이터의 부하 데이터는 기준시점에서의 모선별 부하가 모델링 되어야 한다. M-CORE에서는 기준시점의 총 부하 데이터를 제공한다.
계통 데이터 제공부(101)는 M-CORE 데이터를 PSS/E의 형태로 모델링하기 위하여 총 부하를 모선별로 분배한다. 기준시점에서의 모선별 부하의 크기에 대한 정보는 알 수 없기 때문에 PSS/E 부하 데이터를 기준으로 한다. 이때, 계통 데이터 제공부(101)는 PSS/E 데이터의 모선 별 부하의 크기에 비례하도록 기준시점의 총 부하를 분배한다. M-CORE에서는 무효전력 부하에 대한 데이터를 제공하지 않기 때문에, 무효전력 부하는 같은 모선의 유효전력 부하의 변동비율을 동일하게 적용하여 재분배한다. 이때, 발전 데이터의 신재생 및 기타 발전소의 출력은 총 부하에서 삭감한다.
송전손실계수(TLF) 제공부(103)는 기준시점의 계통 데이터를 이용하여 기준시점의 발전기 별로 송전손실계수(TLF)를 계산하여 제공한다(S109). 여기서, 송전손실계수(TLF) 계산은 수학식들을 통하여 전술하였다. 송전손실계수(TLF) 제공부(103)는 기준시점의 계통 데이터에 포함된 발전기가 연결된 복수의 모선 별로 단위부하 유효전력의 변화량 및 슬랙모선의 유효전력 발전량의 변화량을 기초로 기준시점의 발전기별 송전손실계수(TLF)를 계산하여 출력한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발전 데이터 모델링 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 계통 데이터 제공부(101)는 PSS/E 데이터로부터 기준시점에 해당하는 발전기 데이터를 추출한다(S201).
계통 데이터 제공부(101)는 M-CORE 데이터의 기준시점의 발전소 출력을 기준시점 발전소의 발전기별로 분배한다(S203).
계통 데이터 제공부(101)는 M-CORE 데이터의 발전기별 발전력 데이터를 발전기별로 배분하여, 기준시점의 발전기별 출력 데이터를 생성한다(S205).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 송변전 데이터 모델링 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 계통 데이터 제공부(101)는 기 저장 또는 기 입력된 년도 및 월 단위의 송변전 설비 정보를 입력받는다(S301).
계통 데이터 제공부(101)는 S301 단계에셔 입력받은 데이터를 기초로 PSS/E 데이터의 송변전 데이터를 기준시점의 송변전 데이터로 모델링한다(S303).
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 부하 데이터 모델링 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 계통 데이터 제공부(101)는 M-CORE의 기준시점의 총 부하 데이터를 PSS/E 데이터의 모선 별로 분배(S301)하여, 기준시점의 모선 별 부하 데이터를 생성한다(S303).
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 송전손실계수(TLF) 제공 장치의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도로서, 도 1 ~ 도 5에서 설명한 송전손실계수(TLF) 제공 장치(100)의 구성을 나타낸다.
도 6을 참고하면, 송전손실계수(TLF) 제공 장치(200)는 메모리(201), 저장 장치(203), 입력 장치(205), 출력 장치(207) 및 적어도 하나의 프로세서(209) 등을 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장된다.
프로세서(209)는 메모리(201)에 저장된 프로그램을 실행한다. 프로그램은 도 1 내지 도 5에서 설명한 실시예들에 따른 구성 및/ 또는 방법을 실행하게 하는 명령어들(instructions)을 포함하고, 프로세서(209)는 메모리(201) 등의 하드웨어와 결합하여 본 발명을 실행한다.
저장 장치(203)는 프로세서(209)의 연산 결과를 저장한다. 예를들면, 엑셀 파일 형식의 송전손실계수(TLF) 계산 결과를 저장할 수 있다.
입력 장치(205)는 프로세서(209)와 연결되어, 도 1 내지 도 5에서 설명한 실시예들에 따른 사용자의 데이터 입력 동작을 위한 수단이다. 출력 장치(207)는 프로세서(209)와 연결되어, 도 1 내지 도 5에서 설명한 실시예들에 따른 데이터들을 화면에 출력한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 송전손실계수(Transmission Loss Factor, TLF) 제공 장치에서 수행되는 기준 시점의 송전손실계수(TLF)를 제공하는 방법으로서,
    사용자에 의해 선택된 기준 시점을 설정하는 단계,
    제1 소프트웨어에 의한 시뮬레이션 결과로 도출된 발전소 별 발전력 데이터 및 총 부하 데이터를 입력받는 단계,
    상기 제1 소프트웨어와 다른 제2 소프트웨어에 의하여 전선로와 발전소를 대상으로 한 시뮬레이션 결과로 도출된 발전기 데이터, 송변전 데이터, 모선 데이터 및 부하 데이터를 입력받는 단계,
    상기 제2 소프트웨어의 발전기 데이터로부터 기준 시점에 해당하는 발전기 데이터를 추출하고, 추출한 발전기 데이터에 포함된 발전기들에 상기 제1 소프트웨어의 발전력 데이터에 포함된 발전소 출력을 분배하여, 상기 기준 시점의 발전기별 출력 데이터를 생성하는 단계,
    기 저장 또는 기 입력된 년도 및 월 단위의 송변전 설비 정보를 기초로, 상기 제2 소프트웨어의 송변전 데이터를 상기 기준 시점의 송변전 데이터로 모델링하는 단계,
    상기 제1 소프트웨어의 총 부하 데이터와 상기 제2 소프트웨어의 상기 모선 데이터 및 상기 부하 데이터를 기초로, 상기 부하 데이터에 포함된 모선 별 부하의 크기에 비례하도록 상기 총 부하 데이터를 모선 별로 분배하여 상기 기준 시점의 모선 별 부하 데이터를 생성하는 단계, 그리고
    상기 기준 시점의 발전기별 출력 데이터, 상기 기준 시점의 송변전 데이터 및 상기 기준 시점의 모선 별 부하 데이터를 이용하여 상기 기준 시점의 발전기 별 송전손실계수(TLF)를 계산하는 단계를 포함하고,
    상기 기준 시점의 발전기 별 송전손실계수(TLF)는,
    상기 기준 시점의 발전기별 출력 데이터, 상기 기준 시점의 송변전 데이터 및 상기 기준 시점의 모선 별 부하 데이터에 포함된 발전기가 연결된 복수의 모선 별로 단위부하 유효전력의 변화량 및 슬랙모선의 유효전력 발전량의 변화량을 기초로 계산되는, 기준시점의 송전손실계수 제공 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 소프트웨어는,
    전력시장 시뮬레이션을 위한 상업용 소프트웨어인 M-CORE를 포함하고,
    상기 제2 소프트웨어는,
    엔지니어링을 위한 전력 시스템 시뮬레이터(Power System Simulator for Engineering, PSS/E)를 포함하는, 기준시점의 송전손실계수 제공 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 기준 시점의 발전기 별 송전손실계수(TLF) 계산에 사용되는 상기 기준 시점의 발전기별 출력 데이터, 상기 기준 시점의 송변전 데이터 및 상기 기준 시점의 모선 별 부하 데이터는,
    IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 포맷 전력 조류(Format Power Flow) 데이터 형식으로 생성되는, 기준시점의 송전손실계수 제공 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 전력시장 시뮬레이션을 위한 상업용 소프트웨어인 M-CORE 데이터 및 엔지니어링을 위한 전력 시스템 시뮬레이터(Power System Simulator for Engineering, PSS/E) 데이터를 입력받는 입력부,
    기준시점의 발전기 별 송전손실계수(Transmission Loss Factor, TLF)를 화면에 출력하는 출력부,
    입력 데이터를 기초로 기준시점의 계통 데이터를 생성하고, 상기 기준시점의 계통 데이터를 이용하여 상기 기준시점의 발전기 별 송전손실계수(TLF)를 계산하는 프로그램을 저장하는 메모리, 그리고
    상기 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 M-CORE 데이터는,
    발전소 별 발전력 데이터 및 총 부하 데이터를 포함하고,
    상기 PSS/E 데이터는,
    전선로와 발전소를 대상으로 한 시뮬레이션 결과로 도출된 발전기 데이터, 송변전 데이터, 모선 데이터 및 부하 데이터를 포함하며,
    상기 프로그램은,
    사용자에 의해 선택된 기준시점을 설정하고 상기 발전기 데이터로부터 기준 시점에 해당하는 발전기 데이터를 추출하고, 추출한 발전기 데이터에 포함된 발전기들에 상기 발전력 데이터에 포함된 발전소 출력을 분배하여, 상기 기준 시점의 발전기별 출력 데이터를 생성하고,
    기 저장 또는 기 입력된 년도 및 월 단위의 송변전 설비 정보를 기초로, 상기 송변전 데이터를 상기 기준 시점의 송변전 데이터로 모델링하며,
    상기 총 부하 데이터, 상기 모선 데이터 및 상기 부하 데이터를 기초로, 상기 부하 데이터에 포함된 모선 별 부하의 크기에 비례하도록 상기 총 부하 데이터를 모선 별로 분배하여 상기 기준 시점의 모선 별 부하 데이터를 생성하고,
    상기 기준 시점의 발전기별 출력 데이터, 상기 기준 시점의 송변전 데이터 및 상기 기준 시점의 모선 별 부하 데이터를 이용하여 상기 기준 시점의 발전기 별 송전손실계수(TLF)를 계산하는 명령어들(Instructions)을 포함하고,
    상기 기준 시점의 발전기 별 송전손실계수(TLF)는,
    상기 기준 시점의 발전기별 출력 데이터, 상기 기준 시점의 송변전 데이터 및 상기 기준 시점의 모선 별 부하 데이터에 포함된 발전기가 연결된 복수의 모선 별로 단위부하 유효전력의 변화량 및 슬랙모선의 유효전력 발전량의 변화량을 기초로 계산되는, 기준시점의 송전손실계수(TLF) 제공 장치.
  8. 삭제
KR1020180001585A 2018-01-05 2018-01-05 기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치 KR101983806B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180001585A KR101983806B1 (ko) 2018-01-05 2018-01-05 기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180001585A KR101983806B1 (ko) 2018-01-05 2018-01-05 기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101983806B1 true KR101983806B1 (ko) 2019-05-29

Family

ID=66672787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180001585A KR101983806B1 (ko) 2018-01-05 2018-01-05 기준시점의 송전손실계수 제공 방법, 기준시점의 계통 데이터 구성 방법 및 그 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101983806B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102657277B1 (ko) 2019-09-18 2024-04-16 한국전력공사 초전도케이블 신증설 최적해 도출 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050028174A (ko) * 2003-09-17 2005-03-22 박종배 양방향 도매전력시장에의 적용을 위한 한계송전손실계수산정 시스템 및 방법
JP2012085459A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Field Logic Inc 発電シミュレーション装置、発電シミュレーション方法、及びプログラム
KR20120137613A (ko) * 2011-05-25 2012-12-24 주식회사 파워이십일 배전 시스템의 상태추정 방법
KR20150059313A (ko) * 2013-11-22 2015-06-01 한국전기연구원 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050028174A (ko) * 2003-09-17 2005-03-22 박종배 양방향 도매전력시장에의 적용을 위한 한계송전손실계수산정 시스템 및 방법
JP2012085459A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Field Logic Inc 発電シミュレーション装置、発電シミュレーション方法、及びプログラム
KR20120137613A (ko) * 2011-05-25 2012-12-24 주식회사 파워이십일 배전 시스템의 상태추정 방법
KR20150059313A (ko) * 2013-11-22 2015-06-01 한국전기연구원 송전 한계를 고려한 자동 발전 제어 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102657277B1 (ko) 2019-09-18 2024-04-16 한국전력공사 초전도케이블 신증설 최적해 도출 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Verástegui et al. An adaptive robust optimization model for power systems planning with operational uncertainty
Zhuo et al. Incorporating massive scenarios in transmission expansion planning with high renewable energy penetration
Li et al. Robust coordinated transmission and generation expansion planning considering ramping requirements and construction periods
Gabrielli et al. Robust and optimal design of multi-energy systems with seasonal storage through uncertainty analysis
de Quevedo et al. Impact of electric vehicles on the expansion planning of distribution systems considering renewable energy, storage, and charging stations
Vrakopoulou et al. A probabilistic framework for reserve scheduling and ${\rm N}-1$ security assessment of systems with high wind power penetration
He et al. Robust co-optimization scheduling of electricity and natural gas systems via ADMM
Huang et al. Matrix modeling of energy hub with variable energy efficiencies
Moeini-Aghtaie et al. Multiagent genetic algorithm: an online probabilistic view on economic dispatch of energy hubs constrained by wind availability
Wang et al. Security-constrained unit commitment with volatile wind power generation
You et al. Co-optimizing generation and transmission expansion with wind power in large-scale power grids—Implementation in the US Eastern Interconnection
Helseth et al. Detailed long‐term hydro‐thermal scheduling for expansion planning in the Nordic power system
Zhao et al. Multi-stage robust unit commitment considering wind and demand response uncertainties
US10296988B2 (en) Linear optimal power flow system and method
Torbaghan et al. A market-based transmission planning for HVDC grid—case study of the North Sea
Kamalinia et al. Security-constrained expansion planning of fast-response units for wind integration
Huo et al. Chance-constrained optimization for integrated local energy systems operation considering correlated wind generation
CN105226651B (zh) 一种考虑风险的含大规模风电输电网规划系统
Shams et al. Risk-averse optimal operation of Multiple-Energy Carrier systems considering network constraints
Bucher et al. Probabilistic N− 1 security assessment incorporating dynamic line ratings
Xiao et al. Operating reserve policies with high wind power penetration
Vrakopoulou et al. A probabilistic framework for security constrained reserve scheduling of networks with wind power generation
Zheng et al. Distributed real-time dispatch of integrated electricity and heat systems with guaranteed feasibility
Ding et al. Lift-and-project MVEE based convex hull for robust SCED with wind power integration using historical data-driven modeling approach
Isuru et al. Network-constrained thermal unit commitment for hybrid AC/DC transmission grids under wind power uncertainty

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant