KR102049899B1 - 고조파 발생원 추정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
송전 계통과 배전 계통의 고조파 전압의 상관 관계를 이용하여 고조파 발생원을 추정하는 고조파 발생원 추정 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 1 측정부, 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 2 측정부, 제 1 측정부에서 측정된 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 분석부 및 산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 추정부를 포함한다.
Description
본 발명은 고조파 발생원 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 송전 계통에서 전달된 고조파에 영향에 따라 배전 계통의 전력 설비 및 부하설비에서 이상 현상이 발생하는 점을 감안하여, 배전 계통에서 이상 현상이 발생할 때, 송전 계통에서 전달된 고조파와의 상관도를 기반으로 송전 계통 내에 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정하는 고조파 발생원 추정 장치 및 방법에 관한 것이다.
전력 시스템의 공학적인 측면과 효율적인 전력 수급 계획의 측면에 있어 전력 품질은 중요한 역할을 수행하고 있으며, 전력 시장의 경쟁화 정책의 추진에 따라 그 중요성이 점차 증대되고 있다.
전력 시스템에서 낮은 품질의 전력 공급은 효율적인 전력공급 방해 및 수용가 부하 손상 등의 영향 때문에 전력 품질에 대한 중요성은 점점 커지고 있다.
전력 품질을 측정하는 대표적인 방법으로는 파형의 전고조파 함유율인 종합 왜형률(THD;Total Harmonic Distortion)을 활용한다. 상기 종합 왜형률은 일반적으로 기본파의 RMS(Root Mean Square) 값에 대한 전체 고조파의 RMS 값의 합의 비로서 나타낸다.
본 발명과 관련하여, 대형 고조파 발생원이 송전 계통에 존재할 경우, 변압기를 통하여 배전 계통으로 고조파 전압이 전달된다.
구체적으로, 송전 계통에서 전달된 고조파 특성에 따라 배전 계통의 전력 설비 및 부하 설비에서 이상 현상이 발생할 수 있음에도 불구하고, 상기 이상 현상과 관련된 원인 조사 시에는 배전 계통 내에서만 발생원을 추정하고 있는 문제점이 있다.
즉, 종래 기술은 송배전 계통간 동기화된 고조파 측정 데이터 취득방법이 없으며, 측정 데이터를 확보하더라도 고조파의 전달여부를 판정할 수 없으므로, 상기 이상 형상 발생시 상기 이상 현상에 대한 원인을 송전 계통의 측면에서 추정하는 것이 어려운 실정이다.
따라서, 배전 계통에서 고조파로 인한 이상 현상 발생 시 송전 계통에서 배전 계통으로의 고조파 전달여부를 판정하여 송전 계통의 측면에서 고조파 발생원을 추정할 수 있는 기술이 필요하다.
본 발명과 관련하여, 선행기술로는 한국공개특허 제 2010-0133571호가 존재한다. 다만, 상기 선행기술에서는 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 송전 계통과 연계된 배전 계통에서의 고조파 전압 간의 상관도를 고려한 기술이 개시되어 있지 않다.
본 발명의 목적은, 송전 계통에서의 고조파 전압과 배전 계통에서의 고조파 전압의 상관 관계를 고려하여, 배전 계통 내에서 이상 현상 발생시, 송전 계통 내에서 고조파 발생원을 추정하는 것을 가능케 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 송전 계통에서의 고조파 전압과 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정함에 있어서, 동기화된 데이터를 취득하는 것을 가능케 하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 154kv 주변압기의 1차(154kv)측과, 2차(22.9kv)측의 동일차수 고조파 전압 측정값에 대한 산포도(Scatter diagram) 및 상관 계수(Correlation coefficient)를 산출하여 송전 계통에서 배전 계통으로의 고조파 전달 여부를 판정하는 것을 가능케 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 1 측정부; 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 2 측정부; 상기 제 1 측정부에서 측정된 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 분석부; 및 산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 추정부를 포함하되, 상기 제1 측정부는 변압기의 1차측에 위치하고, 복수개의 배전 계통으로 전류를 보내는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하고, 상기 제2 측정부는 상기 변압기의 2차측에 위치하고, 상기 복수개의 배전 계통 중에서 상기 송전 계통에서의 고조파 전압으로 인한 이상 현상이 발생한 고조파 전압을 측정하는 것이며, 상기 상관 관계는 상기 송전 계통에서 상기 배전 계통의 고조파 발생원이 존재하는지를 나타내는 것일 수 있다.
이 때, 상기 분석부는, 상기 제 1 측정부 및 제 2 측정부에서 측정된 각각의 고조파 전압의 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보를 생성하는 차수별 정보 생성부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 분석부는, 상기 차수별 정보를 기반으로 상기 제 1 측정부에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성하는 상관 관계 정보 생성부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제 1 측정부와 상기 제 2 측정부는 시각 동기화 될 수 있다.
이 때, 상기 상관 관계 정보는, 상기 제 1 측정부에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압 중 특정 차수의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압 중 상기 특정 차수와 동일한 차수의 고조파 전압의 상관 분포도(Scatter diagram)를 통하여 산출되는 상관 계수(Correlation coefficient)일 수 있다.
이 때, 상기 추정부는, 상기 상관 계수를 기반으로, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정할 수 있다.
이 때, 상기 추정부는, 상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정할 수 있다.
이 때, 상기 추정부는, 상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되지 않는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정할 수 있다.
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또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법은 고조파로 인한 이상 현상이 배전 계통에 존재하는지 감지하는 단계; 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계; 상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계; 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 단계; 및 산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 단계를 포함하되, 상기 송전 계통과 상기 배전 계통 사이에는 변압기가 존재하고, 상기 송전 계통에서 고조파 전압을 측정하는 단계는, 상기 변압기의 1차측에서 복수개의 배전 계통으로 전류를 보내는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하고, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계는, 상기 변압기의 2차측에서 상기 복수개의 배전 계통 중에서 상기 송전 계통에서의 고조파 전압으로 인한 이상 현상이 발생한 고조파 전압을 측정하는 것이며, 상기 상관 관계는 상기 송전 계통에서 상기 배전 계통의 고조파 발생원이 존재하는지를 나타내는 것일 수 있다.
이 때, 상기 산출하는 단계는, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압 각각에 대하여 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 산출하는 단계는, 상기 차수별 정보를 생성하는 단계 이후에, 상기 차수별 정보를 기반으로 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압은 시각 동기화 될 수 있다.
이 때, 상기 상관 관계 정보는, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압 중 특정 차수의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압 중 상기 특정 차수와 동일한 차수의 고조파 전압의 상관 분포도(Scatter diagram)를 통하여 산출되는 상관 계수(Correlation coefficient)일 수 있다.
이 때, 상기 추정하는 단계는, 상기 상관 계수를 기반으로, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정할 수 있다.
이 때, 상기 추정하는 단계는, 상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정할 수 있다.
이 때, 상기 추정하는 단계는, 상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되지 않는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정할 수 있다.
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본 발명에 따르면, 송전 계통에서의 고조파 전압과 배전 계통에서의 고조파 전압의 상관 관계를 고려하여, 배전 계통 내에서 이상 현상 발생시, 송전 계통 내에서 고조파 발생원을 추정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 송전 계통에서의 고조파 전압과 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정함에 있어서, 동기화된 데이터를 취득할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 154kv 주변압기의 1차(154kv)측과, 2차(22.9kv)측의 동일차수 고조파 전압 측정값에 대한 산포도(Scatter diagram) 및 상관 계수(Correlation coefficient)를 산출하여 송전 계통에서 배전 계통으로의 고조파 전달 여부를 판정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 블록도이다.
도 3은 송전 계통에서의 종합 왜형률(THD;Total Harmonic Distortion을 나타낸 도면이다.
도 4는 배전 계통에서의 종합 왜형률을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 분석부의 일실시예이다.
도 6은 송전 계통에서의 3차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 7은 배전 계통에서의 3차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 8은 송전 계통에서의 5차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 9는 배전 계통에서의 5차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 10은 송전 계통에서의 7차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 11은 배전 계통에서의 7차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 12는 송전 계통에서의 9차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 13은 배전 계통에서의 9차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 14는 송전 계통에서의 11차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 15는 배전 계통에서의 11차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 16은 송전 계통에서의 13차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 17은 배전 계통에서의 13차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 18은 상관 계수에 따른 송전 계통의 고조파 전압과 배전 계통의 고조파 전압의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 상관 계수를 기반으로 송전 계통에 대형 고조파 발생원 존재 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 송전 계통의 기본파 전압과 배전 계통의 기본파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 송전 계통의 3차 고조파 전압과 배전 계통의 3차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 송전 계통의 5차 고조파 전압과 배전 계통의 5차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 송전 계통의 7차 고조파 전압과 배전 계통의 7차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 송전 계통의 9차 고조파 전압과 배전 계통의 9차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 송전 계통의 11차 고조파 전압과 배전 계통의 11차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 송전 계통의 13차 고조파 전압과 배전 계통의 13차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 고조파 전압의 차수별 상관 계수를 기반으로 송전 계통에 대형 고조파 발생원 존재 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 고조파 전압의 차수별 상관 계수에 대한 산포도(Scatter diagram)를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법의 흐름도이다.
도 30은 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법의 일실시예이다.
도 2는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 블록도이다.
도 3은 송전 계통에서의 종합 왜형률(THD;Total Harmonic Distortion을 나타낸 도면이다.
도 4는 배전 계통에서의 종합 왜형률을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 분석부의 일실시예이다.
도 6은 송전 계통에서의 3차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 7은 배전 계통에서의 3차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 8은 송전 계통에서의 5차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 9는 배전 계통에서의 5차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 10은 송전 계통에서의 7차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 11은 배전 계통에서의 7차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 12는 송전 계통에서의 9차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 13은 배전 계통에서의 9차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 14는 송전 계통에서의 11차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 15는 배전 계통에서의 11차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 16은 송전 계통에서의 13차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 17은 배전 계통에서의 13차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 18은 상관 계수에 따른 송전 계통의 고조파 전압과 배전 계통의 고조파 전압의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 상관 계수를 기반으로 송전 계통에 대형 고조파 발생원 존재 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 송전 계통의 기본파 전압과 배전 계통의 기본파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 송전 계통의 3차 고조파 전압과 배전 계통의 3차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 송전 계통의 5차 고조파 전압과 배전 계통의 5차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 송전 계통의 7차 고조파 전압과 배전 계통의 7차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 송전 계통의 9차 고조파 전압과 배전 계통의 9차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 송전 계통의 11차 고조파 전압과 배전 계통의 11차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 송전 계통의 13차 고조파 전압과 배전 계통의 13차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 고조파 전압의 차수별 상관 계수를 기반으로 송전 계통에 대형 고조파 발생원 존재 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 고조파 전압의 차수별 상관 계수에 대한 산포도(Scatter diagram)를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법의 흐름도이다.
도 30은 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법의 일실시예이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 시스템 구성도에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 도 1은 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 시스템 구성도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치는 주변압기(2)의 1차(154kv) 측에 존재하여 송전 계통(1)의 고조파 전압을 측정하는 제 1 측정부(110)가 존재하고, 상기 주변압기(2)의 2차(22.9kv) 측에 존재하여 배전 계통(3,4,5)의 고조파 전압을 측정하는 제 2 측정부(120a,120b,120c)가 존재한다.
또한, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통(1)의 고조파 전압과 상기 제 2 측정부(120a,120b,120c)에서 측정된 배전 계통(3,4,5)의 고조파 전압은 통신 중계 장치(DCU; Data Control Unit)(6)로 전달된다.
이 때, 상기 제 1 측정부(110) 및 상기 제 2 측정부(120a,120b,120c)는 상호 간에 시각 동기화가 되어 있으므로, 동일 시점에서의 전압 측정이 동시에 측정 가능하도록 설계된다.
상기 통신 중계 장치(6)는 통신망(Network)을 통하여 후술할 분석부(130) 및 추정부(140)에 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통(1)의 고조파 전압과 상기 제 2 측정부에서 측정된 배전 계통(3,4,5)의 고조파 전압을 전달한다.
또한, 복수개의 배전 사업소(7,8,9)에서는 배전 계통(3,4,5)에서 고조파가 발생됨에 따라 이상 현상이 생기는 경우, 상기 분석부(130) 및 추정부(140)에 알려주게 된다.
따라서, 배전 계통(3,4,5)에서 고조파가 발생됨에 따라 이상 현상이 생기게 되면, 상기 분석부(130)에서는 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과 상기 제 2 측정부(120a,120b,120c)에서 측정된 배전 계통(3,4,5) 중 이상 현상이 발생한 것으로 판단되는 배전 계통의 고조파 전압을 분석한다.
구체적으로 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통(1)의 고조파 전압과 상기 제 2 측정부(120a,120b,120c)에서 측정된 배전 계통(3,4,5) 중 이상 현상이 발생한 것으로 판단되는 배전 계통의 고조파 전압을 차수별로 분석하는 것이다. 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.
이 후 상기 추정부(130)에서는 상기 분석부(140)에서 분석된 결과를 토대로, 상기 배전 계통(3,4,5)에서 고조파가 발생됨에 따라 이상 현상이 생기게 되는 경우, 송전 계통(1)에서 고조파 전압을 전달함에 따라 이상 현상이 발생한 것으로 판단되는 배전 계통에 고조파 전압이 발생된 것인지 여부를 추정하게 된다.
즉, 이상 현상이 발생한 것으로 판단되는 배전 계통의 원인을 송전 계통에서 고조파 전압을 전달했기 때문인 것으로 추정하기 위한 판단을 하는 것이다.
종래 기술은 배전 계통에 이상 현상이 발생하게 되는 경우 상기 배전 계통의 측면에서만, 원인을 분석하였으나, 본 발명에서는 상기 배전 계통의 상위 계층으로서 상기 배전 계통과 연계되는 송전 계통에서 원인이 존재하는지 여부를 판단하는 것에 특징이 있다.
구체적으로, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통(1)의 고조파 전압과 상기 제 2 측정부(120a,120b,120c)에서 측정된 배전 계통(3,4,5)의 고조파 전압의 동일 차수에 대한 상관 관계를 기반으로 추정한다. 보다 상세한 설명은 후술하도록 한다.
이하 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 구성 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 블록도이다. 도 3은 송전 계통에서의 종합 왜형률(THD;Total Harmonic Distortion을 나타낸 도면이다. 도 4는 배전 계통에서의 종합 왜형률을 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치의 분석부의 일실시예이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치(100)는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 1 측정부(110), 상기 송전 계통으로부터 변압기를 통과하며, 고조파 전압으로 인한 이상 현상이 발생한 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 2 측정부(120), 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 분석부(130) 및 산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 추정부(140)를 포함한다.
도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 송전 계통에서의 종합 왜형률과 배전 계통에서의 종합 왜형률의 패턴은 비슷한 형태임을 알 수 있다. 즉, 송전 계통에는 종합 왜형률에 영향을 미치는 대형 고조파 발생원이 존재하며, 상기 대형 고조파 발생원으로부터 배전 계통의 종합 왜형률에 영향을 미치게 된다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치(100)는 배전 계통에서 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되는 것을 전제로 동작하게 된다.
전원의 형태가 정현파에서 심하게 일그러지게 되면 변압기나 전선에서 열이나거나 연결된 전기기기들의 오작동이나 빠른 수명 감퇴, 심지어 전기 사고의 원인이 되기 때문에 고조파는 전기의 공급과 사용에 있어 효율과 안전면에서 필수적으로 제거하여야 할 성분이다.
즉, 상기 배전 계통에서 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되면, 이상 현상이 발생하게 된 원인 조사를 수행함에 있어서, 송전 계통에서 고조파 발생원이 존재하는지를 판단하는 것이다.
배전 계통에서 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되면, 상기 제 1 측정부(110)는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 제 2 측정부(120)는 상기 송전 계통으로부터 변압기를 통과하며, 고조파 전압으로 인한 이상 현상이 발생한 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 기능을 수행한다.
이 때, 상기 제 1 측정부(110)와 상기 제 2 측정부(120)는 상호 간에 시각 동기화 되는 것으로 설계될 수 있다. 즉, 동일 시간을 기준으로 상기 제 1 측정부(110)에서 측정한 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정한 배전 계통의 고조파 전압을 측정할 수 있는 것이다.
이 때, 상기 배전 계통은, 이상 현상이 발생한 배전 계통을 의미한다.
즉, 배전 계통의 상위 계층인 송전 계통은, 변압기를 사이에 두고 복수개의 배전 계통으로 전류를 보내기 때문에 상기 제 2 측정부(120)에서는 배전 계통의 고조파 전압을 측정시 상기 복수개의 배전 계통 중에 상기 이상 현상이 발생한 배전 계통의 고조파 전압을 측정하는 것이다.
이 때, 상기 송전 계통과 배전 계통의 사이에 위치한 변압기는 M.Tr이 될 수 있으며, 상기 제 1 측정부(120)는 상기 M.Tr의 1차 측(154kv)에 위치하여 상기 송전 계통의 고조파 전압을 측정한다.
또한, 상기 제 2 측정부(130)는 상기 상기 M.Tr의 2차 측(22.9kv)에 위치하여 상기 이상 현상이 발생한 배전 계통의 고조파 전압을 측정한다.
상기 분석부(130)는 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 기능을 수행한다.
도 5를 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)는 차수별 정보 생성부(131)과 상관 관계 정보 생성부(132)를 포함할 수 있다.
상기 차수별 정보 생성부(131)는 상기 제 1 측정부(110) 및 제 2 측정부(120)에서 측정된 각각의 고조파 전압의 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보를 생성하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압은 기본파와 고조파로 나눌 수 있다.
상기 고조파란, 기본파(일반적으로 전원주파수)의 정수배의 주파수를 가진 것을 의미한다. 모든 주기적 교류신호는 결국 고조파 들의 합으로 표현될 수 있는데, 이 때, 통상적으로 기본파를 1차 고조파라고 하고, 이를 제외한 나머지 차수 고조파들을 고조파로 구분하고 있다.
더욱 상세하게는 고조파는 차수에 따라 구분되는데 각 차수는 기본파 주파수를 기준으로 몇 배의 주파수를 가졌는지를 기반으로 결정된다. 예를 들어 기본파(1차 고조파)가 1KHz 라면, 2차 고조파는 2KHz이고, 3차 고조파는 3KHz가 된다. 만약, 기본파(1차 고조파)가 3KHz 라면, 2차 고조파는 6KHz, 3차 고조파는 9KHz가 된다.
상기 상관 관계 정보 생성부(132)는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성된 상기 차수별 정보를 기반으로 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 상기 상관 관계 정보는, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압 중 특정 차수의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압 중 상기 특정 차수와 동일한 차수의 고조파 전압의 상관 분포도(Scatter diagram)를 통하여 산출되는 상관 계수(Correlation coefficient)를 의미한다. 보다 구체적인 내용은 후술하도록 한다.
상기 추정부(140)는 상기 분석부(130)에서 산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 상기 상관 관계 정보 생성부(132)에서 생성된 상기 상관 계수를 기반으로, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정하는 것이다.
즉, 배전 계통에서 이상 현상이 발생하게 되었을 때, 상기 이상 현상의 원인을 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하여 배전 계통으로 고조파가 전달된 것으로 추정하는 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 상관 계수가 0.7 이상의 값을 갖는 차수가 발견되는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정하고, 상기 상관 계수가 0.7 이상의 값을 갖는 차수가 발견되지 않는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정하게 된다.
이하, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 차수별 정보는 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 생성함을 전술하였다.
도 6은 송전 계통에서의 3차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 7은 배전 계통에서의 3차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 8은 송전 계통에서의 5차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 9는 배전 계통에서의 5차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 10은 송전 계통에서의 7차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 11은 배전 계통에서의 7차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 12는 송전 계통에서의 9차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 13은 배전 계통에서의 9차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 14는 송전 계통에서의 11차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 15는 배전 계통에서의 11차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 16은 송전 계통에서의 13차 고조파 전압을 나타낸 도면이다. 도 17은 배전 계통에서의 13차 고조파 전압을 나타낸 도면이다.
도 6 및 7을 함께 참조하여 설명하면, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압을 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 차수별로 분석한 결과, 송전 계통의 3차 고조파 전압과, 배전 계통의 3차 고조파 전압을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 송전 계통의 3차 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 3차 고조파 전압의 상관 관계를 분석할 수 있는 상태가 된다.
즉, 상기 상관 관계 정보 생성부(132)에서 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성할 수 있는 상태가 되는 것이다.
도 8 및 9를 함께 참조하여 설명하면, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압을 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 차수별로 분석한 결과, 송전 계통의 5차 고조파 전압과, 배전 계통의 5차 고조파 전압을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 송전 계통의 5차 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 5차 고조파 전압의 상관 관계를 분석할 수 있는 상태가 된다.
즉, 상기 상관 관계 정보 생성부(132)에서 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성할 수 있는 상태가 되는 것이다.
도 10 및 11을 함께 참조하여 설명하면, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압을 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 차수별로 분석한 결과, 송전 계통의 7차 고조파 전압과, 배전 계통의 7차 고조파 전압을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 송전 계통의 7차 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 7차 고조파 전압의 상관 관계를 분석할 수 있는 상태가 된다.
즉, 상기 상관 관계 정보 생성부(132)에서 상기 제 1 측정부에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성할 수 있는 상태가 되는 것이다.
도 12 및 13을 함께 참조하여 설명하면, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압을 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 차수별로 분석한 결과, 송전 계통의 9차 고조파 전압과, 배전 계통의 9차 고조파 전압을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 송전 계통의 9차 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 9차 고조파 전압의 상관 관계를 분석할 수 있는 상태가 된다.
즉, 상기 상관 관계 정보 생성부(132)에서 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성할 수 있는 상태가 되는 것이다.
도 14 및 15를 함께 참조하여 설명하면, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압을 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 차수별로 분석한 결과, 송전 계통의 11차 고조파 전압과, 배전 계통의 11차 고조파 전압을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 송전 계통의 11차 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 11차 고조파 전압의 상관 관계를 분석할 수 있는 상태가 된다.
즉, 상기 상관 관계 정보 생성부(132)에서 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성할 수 있는 상태가 되는 것이다.
도 16 및 17을 함께 참조하여 설명하면, 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압을 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 차수별로 분석한 결과, 송전 계통의 13차 고조파 전압과, 배전 계통의 13차 고조파 전압을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 송전 계통의 13차 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 13차 고조파 전압의 상관 관계를 분석할 수 있는 상태가 된다.
즉, 상기 상관 관계 정보 생성부(132)에서 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성할 수 있는 상태가 되는 것이다.
이하, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서 생성하는 상관 관계 정보로서 상관 계수의 의미에 대하여 설명하도록 하며, 상기 상관 계수에 따른 본 발명에서의 활용을 설명하도록 한다.
도 18은 상관 계수에 따른 송전 계통의 고조파 전압과 배전 계통의 고조파 전압의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 19는 상관 계수를 기반으로 송전 계통에 대형 고조파 발생원 존재 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하여 설명하면, 상기 차수별 정보를 기반으로 상기 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수의 상관 계수는 -1.0(20) 부터 1(40)까지로 정해진다.
이 때, 상기 상관 계수를 산출하는 방법으로는 피어슨(Pearson)의 편차적법 및 상대적 위치를 이용하는 스피어만의 열위차법 등이 있다.
구체적으로, 상관 계수는 상관 관계의 정도를 수량적으로 표시한 것으로서 상관 계수가 -1.0(20)의 경우에는 두 현상 사이에 완전한 소극적 상관 관계가 있으며, 상관 계수가 0(30)일 경우에는 두 현상 사이에 하등의 관계가 없다는 것을 의미하고, 상관 계수가 1(40)일 경우에는 두 현상 사이에 완전한 적극적 상관 관계가 있는 것을 의미한다.
따라서, 상관 계수가 -1.0(20)에 가까워 질수록 상관 계수가 감소함에 따라 두 현상 사이의 상관 관계가 감소되며, 상관 계수가 1.0(40)에 가까워 질수록 상관 계수가 증가함에 따라 두 현상 사이의 상관 관계가 증가된다.
본 발명에서는 상기 제 1 측정부(110)에서 측정된 송전 계통의 고조파 전압과, 제 2 측정부(120)에서 측정된 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수간의 상관 관계를 의미하는 것이다.
도 19를 참조하여 설명하면, 상관 계수를 기반으로 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는지를 판단하는 것을 알 수 있다.
구체적으로, 송전 계통의 고조파 전압과, 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수에서 상관 계수가 1.0 ~ 0.7 에 해당하는 경우 상기 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수의 상관 관계는 매우 강한 것으로 판단되고, 이에 따라, 배전 계통에 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되어 상기 이상 현상의 원인 조사시, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정하게 된다.
또한, 송전 계통의 고조파 전압과, 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수에서 상관 계수가 0.7 ~ 0.4 에 해당하는 경우 상기 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수의 상관 관계는 상당한 것으로 판단되나, 배전 계통에 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되어 상기 이상 현상의 원인 조사시, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정하게 된다.
즉, 상기 상관 계수는 0.7을 넘는 경우에만 상기 이상 현상의 원인 조사시, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정하게 된다.
또한, 송전 계통의 고조파 전압과, 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수에서 상관 계수가 0.4 ~ 0.2 에 해당하는 경우 상기 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수의 상관 관계는 약간의 관계에 해당되는 것으로 판단되고, 이에 따라, 배전 계통에 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되어 상기 이상 현상의 원인 조사시, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정하게 된다.
또한, 송전 계통의 고조파 전압과, 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수에서 상관 계수가 0.2 미만 또는 음(-)의 값에 해당하는 경우 상기 송전 계통의 고조파 전압과, 상기 배전 계통의 고조파 전압의 동일 차수의 상관 관계는 없는 것으로 판단되고, 이에 따라, 배전 계통에 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되어 상기 이상 현상의 원인 조사시, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정하게 된다.
이하, 상기 분석부(130)의 차수별 정보 생성부(131)에서 생성된 차수별 정보를 기반으로, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서 상관 관계 정보를 생성하는 것을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 20은 송전 계통의 기본파 전압과 배전 계통의 기본파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 21은 송전 계통의 3차 고조파 전압과 배전 계통의 3차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 22는 송전 계통의 5차 고조파 전압과 배전 계통의 5차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 23은 송전 계통의 7차 고조파 전압과 배전 계통의 7차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 24는 송전 계통의 9차 고조파 전압과 배전 계통의 9차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 25는 송전 계통의 11차 고조파 전압과 배전 계통의 11차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 26은 송전 계통의 13차 고조파 전압과 배전 계통의 13차 고조파 전압의 상관 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 20을 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성한 차수별 정보를 기반으로 송전 계통의 기본파(1차 고조파)와, 배전 계통의 기본파(1차 고조파)의 상관 계수에 대한 정보를 생성하였음을 알 수 있으며, 상기 상관 계수는 0.646556 이다.
또한, 도 21을 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성한 차수별 정보를 기반으로 송전 계통의 3차 고조파와, 배전 계통의 3차 고조파의 상관 계수에 대한 정보를 생성하였음을 알 수 있으며, 상기 상관 계수는 0.58442 이다.
또한, 도 22를 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성한 차수별 정보를 기반으로 송전 계통의 5차 고조파와, 배전 계통의 5차 고조파의 상관 계수에 대한 정보를 생성하였음을 알 수 있으며, 상기 상관 계수는 0.9599 이다.
또한, 도 23을 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성한 차수별 정보를 기반으로 송전 계통의 7차 고조파와, 배전 계통의 7차 고조파의 상관 계수에 대한 정보를 생성하였음을 알 수 있으며, 상기 상관 계수는 -0.19463 이다.
또한, 도 24를 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성한 차수별 정보를 기반으로 송전 계통의 9차 고조파와, 배전 계통의 9차 고조파의 상관 계수에 대한 정보를 생성하였음을 알 수 있으며, 상기 상관 계수는 -0.13768 이다.
또한, 도 25을 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성한 차수별 정보를 기반으로 송전 계통의 11차 고조파와, 배전 계통의 11차 고조파의 상관 계수에 대한 정보를 생성하였음을 알 수 있으며, 상기 상관 계수는 -0.26416 이다.
또한, 도 26을 참조하여 설명하면, 상기 분석부(130)의 상관 관계 정보 생성부(132)에서는 상기 차수별 정보 생성부(131)에서 생성한 차수별 정보를 기반으로 송전 계통의 13차 고조파와, 배전 계통의 13차 고조파의 상관 계수에 대한 정보를 생성하였음을 알 수 있으며, 상기 상관 계수는 -0.59215 이다.
이하, 상기 살펴본 바와 같이, 상기 차수별 정보를 기반으로 송전 계통과 배전 계통의 1차 내지 13차의 상관 계수를 기반으로 상기 추정부(140)에서 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정하는 것에 대하여 설명하도록 한다.
도 27은 고조파 전압의 차수별 상관 계수를 기반으로 송전 계통에 대형 고조파 발생원 존재 여부를 판단하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 28은 고조파 전압의 차수별 상관 계수에 대한 산포도(Scatter diagram)를 설명하기 위한 도면이다.
도 27을 참조하여 설명하면, 도 20 내지 도 26에서 살펴본 바와 같이 기본파(1차 고조파) 내지 13차 고조파의 상관 계수를 기반으로, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지를 추정하게 된다.
구체적으로, 상기 상관 계수들 중에서 0.7 이상의 값을 갖는 차수가 발견되는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정하고, 상기 상관 계수들 중에서 0.7 이상의 값을 갖는 차수가 발견되지 않는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정하게 된다.
5차 고조파의 경우 상관 계수가 0.9599로서 0.7 이상에 해당되므로 송전 계통의 고조파 전압과, 배전 계통의 고조파 전압은 매우 강한 관계를 갖는 것으로 판단되고, 이에 따라, 배전 계통에서 고조파로 인한 이상 현상이 발견된 경우에 있어서, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는 것을 알 수 있다.
즉, 상기 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하기 때문에, 배전 계통에서 이상 현상이 발생하는 것이다. 구체적으로, 송전 계통에 5차 고조파 전류를 대량으로 방출하는 부하가 존재하며, 이로 인하여 송/배전 계통의 고조파 전압에 절대적인 영향을 미치는 것이다.
도 28을 참조하여 설명하면, 고조파 전압의 차수별 상관 계수에 대한 산포도(Scatter diagram)를 확인할 수 있다. 도 27에서의 차수별 상관 계수에 대한 산포도로서 5차 고조파에서 0.7 이상의 상관 계수인 0.9599 가 분석됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치(100)는, 배전 계통에서 고조파로 인한 이상 현상이 발생하게 되면, 배전 계통 내에서만 원인조사를 수행하지 않고, 송전 계통과 배전 계통에서의 고조파 전압의 상관도를 고려하여 송전 계통에서 고조파 발생원이 존재하는지를 추정할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법에 대하여 설명하도록 한다. 상기 고조파 발생원 추정 장치(100)에 대한 설명과 중첩되는 설명은 생략하도록 한다.
도 29는 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법의 흐름도이다. 도 30은 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법의 일실시예이다.
도 29를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 방법은 고조파로 인한 이상 현상이 배전 계통에 존재하는지 감지하는 단계(S100), 상기 배전 계통과의 사이에 변압기가 위치하며 상기 배전 계통의 상위 계층인 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계(S110), 상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계(S120), 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 단계(S130) 및 산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 단계(S140)를 포함한다.
상기 변압기는 M.Tr 이 될 수 있으며 상기 S110 단계는 상기 M.Tr의 1차 측(154kv)에서 측정한다. 또한, 상기 S120 단계는 상기 M.Tr의 2차 측(22.9kv)에서 측정한다.
이 때, 상기 산출하는 단계(S130)는, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압 각각에 대하여 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 산출하는 단계(S130)는, 상기 차수별 정보를 생성하는 단계 이후에, 상기 차수별 정보를 기반으로 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 상관 관계 정보는, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압 중 특정 차수의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압 중 상기 특정 차수와 동일한 차수의 고조파 전압의 상관 분포도(Scatter diagram)를 통하여 산출되는 상관 계수(Correlation coefficient)가 될 수 있다.
이 때, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압은 시각 동기화 될 수 있다. 따라서 동일 시점에서의 전압 측정이 가능하다.
상기 추정하는 단계(S140)는, 상기 상관 계수를 기반으로, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정하게 된다.
구체적으로, 상기 상관 계수가 0.7 이상의 값을 갖는 차수가 발견되는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정하고, 상기 상관 계수가 0.7 이상의 값을 갖는 차수가 발견되지 않는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정한다.
도 30을 참조하여 설명하면, S120 단계 이후에, 송전 계통에서의 고조파 전압과, 배전 계통에서의 고조파 전압 각각에 대하여 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보를 생성(S200)한다.
그 후, 상기 차수별 정보를 기반으로 송전 계통에서의 고조파 전압과 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 계수를 산출(S210)하게 된다.
이 때, 상관 계수 0.7 이상의 차수가 존재하는 지를 판단(S220)하고, 상기S220 단계에서 상관 계수 0.7 이상의 차수가 존재하지 않는 경우에는 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정(S230)하게 된다.
반면, 상기 S220 단계에서 상관 계수 0.7 이상의 차수가 존재하는 경우에는 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정(S240)하게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 고조파 발생원 추정 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1: 송전 계통 2: 변압기
3,4,5: 배전 계통 6: 통신 중계 장치
7,8,9: 배전 사업소
100: 고조파 발생원 추정 장치 110: 제 1 측정부
120, 120a, 120b, 120c: 제 2 측정부 130: 분석부
131: 차수별 정보 생성부 132: 상관 관계 정보 생성부
140: 추정부
3,4,5: 배전 계통 6: 통신 중계 장치
7,8,9: 배전 사업소
100: 고조파 발생원 추정 장치 110: 제 1 측정부
120, 120a, 120b, 120c: 제 2 측정부 130: 분석부
131: 차수별 정보 생성부 132: 상관 관계 정보 생성부
140: 추정부
Claims (20)
- 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 1 측정부;
배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 제 2 측정부;
상기 제 1 측정부에서 측정된 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 분석부; 및
산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 추정부를 포함하되,
상기 제1 측정부는 변압기의 1차측에 위치하고, 복수개의 배전 계통으로 전류를 보내는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하고,
상기 제2 측정부는 상기 변압기의 2차측에 위치하고, 상기 복수개의 배전 계통 중에서 상기 송전 계통에서의 고조파 전압으로 인한 이상 현상이 발생한 고조파 전압을 측정하는 것이며,
상기 상관 관계는 상기 송전 계통에서 상기 배전 계통의 고조파 발생원이 존재하는지를 나타내는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 분석부는,
상기 제 1 측정부 및 제 2 측정부에서 측정된 각각의 고조파 전압의 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보를 생성하는 차수별 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 분석부는,
상기 차수별 정보를 기반으로 상기 제 1 측정부에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성하는 상관 관계 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 제 1 측정부와 상기 제 2 측정부는 시각 동기화 되는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 상관 관계 정보는,
상기 제 1 측정부에서 측정된 송전 계통에서의 고조파 전압 중 특정 차수의 고조파 전압과, 상기 제 2 측정부에서 측정된 배전 계통에서의 고조파 전압 중 상기 특정 차수와 동일한 차수의 고조파 전압의 상관 분포도(Scatter diagram)를 통하여 산출되는 상관 계수(Correlation coefficient)인 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 추정부는,
상기 상관 계수를 기반으로, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 추정부는,
상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 추정부는,
상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되지 않는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 장치. - 삭제
- 삭제
- 고조파로 인한 이상 현상이 배전 계통에 존재하는지 감지하는 단계;
송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계;
상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계;
상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 분석하여 상호 간의 상관 관계를 산출하는 단계; 및
산출된 상관 관계를 기반으로 고조파 발생원을 추정하는 단계를 포함하되,
상기 송전 계통과 상기 배전 계통 사이에는 변압기가 존재하고,
상기 송전 계통에서 고조파 전압을 측정하는 단계는,
상기 변압기의 1차측에서 복수개의 배전 계통으로 전류를 보내는 송전 계통에서의 고조파 전압을 측정하고,
상기 배전 계통에서의 고조파 전압을 측정하는 단계는,
상기 변압기의 2차측에서 상기 복수개의 배전 계통 중에서 상기 송전 계통에서의 고조파 전압으로 인한 이상 현상이 발생한 고조파 전압을 측정하는 것이며,
상기 상관 관계는 상기 송전 계통에서 상기 배전 계통의 고조파 발생원이 존재하는지를 나타내는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 산출하는 단계는,
상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 송전 계통에서의 고조파 전압 각각에 대하여 차수별 고조파 전압에 대한 정보인 차수별 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 청구항 12에 있어서,
상기 산출하는 단계는,
상기 차수별 정보를 생성하는 단계 이후에,
상기 차수별 정보를 기반으로 상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압의 차수별 상관 관계에 대한 정보인 상관 관계 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 송전 계통에서의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압은 시각 동기화 되는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 상관 관계 정보는,
상기 송전 계통에서의 고조파 전압 중 특정 차수의 고조파 전압과, 상기 배전 계통에서의 고조파 전압 중 상기 특정 차수와 동일한 차수의 고조파 전압의 상관 분포도(Scatter diagram)를 통하여 산출되는 상관 계수(Correlation coefficient)인 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 추정하는 단계는,
상기 상관 계수를 기반으로, 송전 계통에 대형 고조파 발생원이 존재하는지 여부를 추정하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 추정하는 단계는,
상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 추정하는 단계는,
상기 상관 계수가 기설정된 값 이상의 값을 갖는 차수가 발견되지 않는 경우, 송전 계통에, 대형 고조파 발생원이 존재하지 않는 것으로 추정하는 것을 특징으로 하는 고조파 발생원 추정 방법. - 삭제
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005261152A (ja) | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Toshiba Corp | 配電系統監視制御システム、系統監視機能付電力量計 |
| JP2012108085A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-06-07 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電力系統の高調波計算用パラメータ解析装置及び高調波計算用パラメータ推定方法 |
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