KR102090761B1 - Methods and apparatuses for preventing separation of distributed generation - Google Patents

Methods and apparatuses for preventing separation of distributed generation Download PDF

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KR102090761B1
KR102090761B1 KR1020180144919A KR20180144919A KR102090761B1 KR 102090761 B1 KR102090761 B1 KR 102090761B1 KR 1020180144919 A KR1020180144919 A KR 1020180144919A KR 20180144919 A KR20180144919 A KR 20180144919A KR 102090761 B1 KR102090761 B1 KR 102090761B1
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KR
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relay
distributed power
separation
correction
time
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KR1020180144919A
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김철환
송진솔
조규정
김지수
신재윤
김동현
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성균관대학교산학협력단
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02H3/006Calibration or setting of parameters
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    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
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    • H02J3/381Dispersed generators

Abstract

The present invention relates to a relay correction method for preventing separation of a distributed power source and a device thereof. According to an embodiment of the present invention, the relay correction method for preventing separation of a distributed power source comprises the steps of: receiving grid analysis data which is calculated through power flow analysis and failure analysis of a grid; deriving a correction value of a relay based on the received grid analysis data so that a probability in which a distributed power source is separated in the event of disturbance in the grid is minimized; and adjusting the correction value in the relay in the grid as the derived correction value.

Description

분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUSES FOR PREVENTING SEPARATION OF DISTRIBUTED GENERATION}METHODS AND APPARATUSES FOR PREVENTING SEPARATION OF DISTRIBUTED GENERATION}

본 발명은 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a relay correcting method and apparatus for preventing separation of distributed power.

종래의 계전기 정정 방법으로는 1) 모든 고장상황, 비정상 상태 등을 고려하여 정정하는 방식, 2) 최적화 알고리즘을 이용한 방식이 있다. 첫 번째 방식의 경우는 망형계통에서의 계전기를 정정할 경우 복잡한 토폴로지 분석이 선행되어야 하기 때문에 시간이 많이 소요되며 과정이 복잡하다. 그에 반하여, 최적화 알고리즘은 망형계통에서도 비교적 간단하게 방향성 과전류 계전기의 정정치를 계산할 수 있다.Conventional relay correction methods include 1) a correction method in consideration of all failure conditions and abnormal conditions, and 2) a method using an optimization algorithm. In the first method, when correcting a relay in a mesh system, it is time consuming and complicated because complicated topology analysis must be performed. On the other hand, the optimization algorithm can calculate the correction value of the directional overcurrent relay relatively easily even in the mesh system.

종래의 방향성 과전류 계전기 최적 정정방법은 크게 계전기의 동작시간의 최소화와 계전기 사이의 보호협조를 보장하기 위하여 주보호 계전기와 후비보호 계전기 사이의 시간차가 허용 가능한 최소 시간 간격(Coordination Time Interval, CTI) 이상이 되는지를 고려한다.The conventional directional overcurrent relay optimal correction method is largely the minimum time interval (Coordination Time Interval, CTI) for which the time difference between the main protection relay and the rear protection relay is allowed to minimize the operation time of the relay and ensure protection coordination between the relays. Consider this.

하지만, 종래의 계전기 최적 정정법은 분산전원의 분리를 방지하는 것에 우선순위를 두기보다는 전반적인 계전기의 동작시간을 줄이는데 초점이 맞추어져 있다. 그래서 종래의 계전기 최적 정정법은 분산전원의 계통 연계량이 증가할수록 증가한 외란 중 분산전원의 계통 지원의 중요성을 고려하지 못하고 있다. 따라서 보다 효율적으로 분산전원의 외란 중 분리를 막기 위해서는 새로운 정정방법이 요구된다.However, the conventional relay optimum correction method focuses on reducing the overall operation time of the relay rather than giving priority to preventing separation of distributed power. Therefore, the conventional relay optimum correction method does not consider the importance of supporting the distributed power system during the disturbances, which increases as the amount of system power in the distributed power supply increases. Therefore, a new correction method is required to more effectively prevent separation of disturbances in the distributed power supply.

전력계통에 점차 분산전원의 침투율이 증가함에 따라 계통의 분산전원에 대한 의존도 역시 증가하고 있다. 세계 각국에서는 이러한 분산전원의 중요성을 인지하고 외란 도중 분산전원의 지원을 유지하기 위하여 폴트 라이드 쓰루(FRT, Fault Ride Through) 규정을 도입하였다. FRT 규정에 의하여 외란 중 분산전원은 연계를 유지하며 계통에 무효전력을 공급, 계통의 안정도를 지원한다.As the penetration rate of distributed power gradually increases in the power system, the dependence on the distributed power of the system also increases. Fault Ride Through (FRT) regulations have been introduced in countries around the world to recognize the importance of distributed power and to maintain the support of distributed power during disturbances. In accordance with FRT regulations, distributed power during disturbance maintains linkage, supplies reactive power to the system, and supports system stability.

하지만, 분산전원이 가질 수 있는 FRT 능력에도 한계는 있다. 계통의 보호시스템은 분산전원이 분리되기 전에 최대한 계통의 정상부분 및 분산전원으로부터 고장을 고립시킬 필요가 있다.However, there is a limit to the FRT capability that distributed power can have. The system's protection system needs to isolate faults from the normal part of the system and from the distributed power source before the distributed power source is disconnected.

따라서 본 발명의 실시 예들은 종래의 계전기 정정 방법을 보완하여 분산전원의 FRT 능력을 고려하여, 분산전원의 분리를 최대한 방지할 수 있는, 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법 및 장치를 제공하고자 한다.Accordingly, embodiments of the present invention are to provide a relay correction method and apparatus for preventing separation of distributed power, which can prevent separation of distributed power as much as possible by supplementing the conventional relay correction method and taking into account the FRT capability of distributed power. do.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 계전기의 정정 장치에 의해 수행되는 계전기의 정정 방법에 있어서, 계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신하는 단계; 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 상기 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정하는 단계를 포함하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method of correcting a relay performed by a relay correcting device, the method comprising: receiving grid analysis data calculated through a tide analysis and failure analysis of the system; Deriving a correction value of a relay based on the received grid analysis data, so that the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the grid is minimized; And adjusting the correction value of the relay in the system with the derived correction value.

상기 계통 해석 데이터를 수신하는 단계는, 상기 계통에 흐르는 부하 전류, 고장 위치에 대한 고장 전류 및 고장 중 분산전원의 공통접속점(Points of the Common Coupling, PCC)의 전압을 획득할 수 있다.In the receiving of the grid analysis data, a load current flowing through the grid, a fault current for a fault location, and a voltage of points of the Common Coupling (PCC) of distributed power during a fault may be acquired.

상기 정정값을 도출하는 단계는, 상기 계통에 흐르는 부하 전류를 이용하여 계전기의 동작전류를 계산할 수 있다.In the step of deriving the correction value, the operating current of the relay may be calculated using the load current flowing in the system.

상기 정정값을 도출하는 단계는, 고장 위치에 대한 고장 전류를 이용하여 주보호 계전기 및 후비보호 계전기의 동작시간을 계산할 수 있다.In the step of deriving the correction value, the operating time of the main protection relay and the rear protection relay can be calculated using the fault current for the fault location.

상기 정정값을 도출하는 단계는, 분산전원의 공통접속점의 전압을 이용하여 분산전원의 분리가 허용되는 분리허용시간을 계산할 수 있다.In the step of deriving the correction value, a separation allowable time during which separation of distributed power is allowed is calculated using a voltage of a common connection point of the distributed power.

상기 정정값을 도출하는 단계는, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률을 최소화시키기 위하여, 기설정된 분산전원의 계통 연계 규정을 고려하여 분산전원의 분리가 허용되는 분산전원의 분리허용시간을 최소화시킬 수 있다.In the step of deriving the correction value, in order to minimize the probability that the distributed power is separated in the event of a disturbance in the system, the separation allowable time of the distributed power that is allowed to be separated in consideration of the system linkage regulation of the preset distributed power is determined. Can be minimized.

상기 분산전원의 분리허용시간은, 분산전원의 공통접속점 전압이 규정 전압으로 회복하는 시간보다 분산전원의 분리가 허용되는 시간이 빠른 경우에 대한 시간 간격으로 정의될 수 있다.The separation allowable time of the distributed power may be defined as a time interval for a case in which the time allowed for separation of the distributed power is faster than the time at which the common connection point voltage of the distributed power recovers to a specified voltage.

상기 계전기의 정정값을 도출하는 단계는, 기설정된 목적함수의 값을 최소화시키는 유전 알고리즘에 따라 계전기의 정정값 집합들의 선택 과정, 교차 과정 및 변이 과정 중에서 적어도 하나의 과정을 수행하여 계전기의 정정값을 도출할 수 있다.In the step of deriving the corrected value of the relay, the corrected value of the relay is performed by performing at least one of a selection process of a set of corrected values of the relay, a crossing process, and a variation process according to a genetic algorithm that minimizes a predetermined target function value. Can be derived.

상기 기설정된 목적함수에는, 협조 위반 시간, 계전기 동작시간 및 분산전원의 분리허용시간이 포함될 수 있다.The predetermined objective function may include a cooperative violation time, a relay operation time, and a separation allowable time of distributed power.

상기 계전기의 정정값을 도출하는 단계는, 상기 유전 알고리즘의 국부적 수렴 특징을 완화하기 위하여, 상기 유전 알고리즘을 반복적으로 수행할 수 있다.In the step of deriving the correction value of the relay, the genetic algorithm may be repeatedly performed to alleviate the local convergence characteristic of the genetic algorithm.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신하는 송수신기; 상기 수신된 계통 해석 데이터를 저장하는 메모리; 및 상기 송수신기 및 상기 메모리와 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 상기 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하고, 상기 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치가 제공될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the transceiver for receiving the system analysis data calculated through the tide analysis and failure analysis of the system; A memory for storing the received system analysis data; And a processor connected to the transceiver and the memory, wherein the processor derives a correction value of the relay based on the received system analysis data, so that the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the system is minimized. A relay correction device for preventing separation of the distributed power supply that adjusts the correction value of the relay in the system with the derived correction value may be provided.

상기 송수신기는, 상기 계통에 흐르는 부하 전류, 고장 위치에 대한 고장 전류 및 고장 중 분산전원의 공통접속점(Points of the Common Coupling, PCC)의 전압을 수신할 수 있다.The transceiver may receive a load current flowing in the system, a fault current for a fault location, and a voltage of a point of the common coupling (PCC) of distributed power during a fault.

상기 프로세서는, 상기 계통에 흐르는 부하 전류를 이용하여 계전기의 동작전류를 계산할 수 있다.The processor may calculate the operating current of the relay using the load current flowing in the system.

상기 프로세서는, 고장 위치에 대한 고장 전류를 이용하여 주보호 계전기 및 후비보호 계전기의 동작시간을 계산할 수 있다.The processor may calculate the operating time of the main protection relay and the rear protection relay by using the fault current for the fault location.

상기 프로세서는, 분산전원의 공통접속점의 전압을 이용하여 분산전원의 분리가 허용되는 분리허용시간을 계산할 수 있다.The processor may calculate a separation allowable time during which separation of the distributed power is allowed using the voltage of the common connection point of the distributed power.

상기 프로세서는, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률을 최소화시키기 위하여, 기설정된 분산전원의 계통 연계 규정을 고려하여 분산전원의 분리가 허용되는 분산전원의 분리허용시간을 최소화시킬 수 있다.The processor may minimize the separation allowable time of the distributed power that allows the separation of the distributed power in consideration of the system linkage rules of the preset distributed power, in order to minimize the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the system.

상기 분산전원의 분리허용시간은, 분산전원의 공통접속점 전압이 규정 전압으로 회복하는 시간보다 분산전원의 분리가 허용되는 시간이 빠른 경우에 대한 시간 간격으로 정의될 수 있다.The separation allowable time of the distributed power may be defined as a time interval for a case in which the time allowed for separation of the distributed power is faster than the time at which the common connection point voltage of the distributed power recovers to a specified voltage.

상기 프로세서는, 기설정된 목적함수의 값을 최소화시키는 유전 알고리즘에 따라 계전기의 정정값 집합들의 선택 과정, 교차 과정 및 변이 과정 중에서 적어도 하나의 과정을 수행하여 계전기의 정정값을 도출할 수 있다.The processor may derive a correction value of the relay by performing at least one of a selection process, a crossing process, and a variation process of a set of correction values of the relay according to a genetic algorithm that minimizes the value of a predetermined objective function.

상기 기설정된 목적함수에는, 협조 위반 시간, 계전기 동작시간 및 분산전원의 분리허용시간이 포함될 수 있다.The predetermined objective function may include a cooperative violation time, a relay operation time, and a separation allowable time of distributed power.

상기 프로세서는, 상기 유전 알고리즘의 국부적 수렴 특징을 완화하기 위하여, 상기 유전 알고리즘을 반복적으로 수행할 수 있다.The processor may iteratively perform the genetic algorithm to alleviate the local convergence feature of the genetic algorithm.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서, 계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신하는 단계; 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 상기 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하는 단계; 및 상기 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, in a computer-readable recording medium recording a program for executing a relay correction method for preventing the separation of distributed power in a computer, calculated through the tide analysis and failure analysis of the system Receiving the systematic analysis data; Deriving a correction value of a relay based on the received grid analysis data, so that the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the grid is minimized; And a computer-readable recording medium recording a program for executing a step of adjusting the correction value of the relay in the system with the derived correction value.

본 발명의 실시 예들은 외란 중 분산전원의 분리를 최대한 방지하는 계전기 정정치를 계산함으로써, 외란 중 분산전원이 분리되기 전에 고장을 제거할 확률을 높일 수 있다.Embodiments of the present invention can increase the probability of removing a fault before the distributed power is separated during the disturbance by calculating the relay correction value to prevent the separation of the distributed power during the disturbance as much as possible.

분산전원 운영 측면에서, 본 발명의 실시 예들은 분산전원이 분리되기 전에 고장을 제거할 경우, 분산전원을 차단하고 재가동하는 과정에서 발생하는 비용을 없앨 수 있으며, 전력 공급 중단에 의한 손해를 방지할 수 있다.In terms of distributed power operation, embodiments of the present invention can eliminate the cost incurred in the process of shutting down and restarting the distributed power if the failure is eliminated before the distributed power is separated, and to prevent damages caused by power supply interruption You can.

또한, 계통 운영 측면에서, 본 발명의 실시 예들은 분산전원의 분리가 야기하는 안정도 저하에 의한 손실을 방지할 수 있을 뿐 아니라, 대규모 전원이 분리될 때 발생하는 계통 붕괴현상이 발생할 확률도 더욱 낮출 수 있다.In addition, in terms of system operation, the embodiments of the present invention can not only prevent loss due to a decrease in stability caused by separation of distributed power, but also lower the probability of a system collapse occurring when a large-scale power supply is disconnected. You can.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법의 전체 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 폴트 라이드 쓰루 규정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 유전 알고리즘의 흐름 및 유전 알고리즘의 반복 수행 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예를 검증하기 위한 분산전원이 연계된 IEEE 30 버스 테스트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 종래와 본 발명의 일 실시 예에 따라 몬테카를로 시뮬레이션으로 측정한 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 종래와 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이스별 결과 비교를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
1 is a flow chart for explaining a relay correction method for preventing separation of distributed power according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart for explaining the overall flow of a relay correction method for preventing separation of distributed power according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a fault ride through rule used in an embodiment of the present invention.
4 and 5 are flowcharts for explaining the flow of the genetic algorithm and the iterative execution flow of the genetic algorithm used in an embodiment of the present invention.
6 is a diagram for explaining an IEEE 30 bus test system in which distributed power is connected to verify an embodiment of the present invention.
7 to 10 are diagrams for explaining the probability distribution of the separated distributed power capacity annually measured by Monte Carlo simulation according to an embodiment of the present invention and the prior art.
11 and 12 are diagrams for explaining the comparison of results by case according to an embodiment of the present invention and the prior art.
13 is a configuration diagram for explaining a configuration of a relay correction device for preventing separation of distributed power according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.The present invention can be applied to various changes and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.

그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described herein, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the overall understanding in describing the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a flow chart for explaining a relay correction method for preventing separation of distributed power according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법은 계통 외란 중 분산전원의 분리를 방지하고 계통 지원을 유지하기 위하여 도입된 폴트 라이드 쓰루(Fault Ride Through, FRT) 규정을 고려하여 방향성 과전류 계전기(Directional Overcurrent Relay, DOCR)를 최적으로 정정할 수 있다. 외란 발생 시 FRT 규정에 의하여 분산전원의 연계가 유지되고 있을 때 방향성 과전류 계전기의 고장이 제거될 경우, 분산전원의 공통접속점(Points of the Common Coupling, PCC)의 전압을 회복시켜 분산전원의 계통 연계를 유지시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 계전기 정정 방법은 최적화 알고리즘을 이용하여 계통을 구성하는 모든 방향성 과전류 계전기들의 정정치 4개의 최적값을 계산할 때, 분산전원의 FRT를 고려하여 외란 중 분산전원이 분리될 확률을 저감시키는 것에 우선순위를 둘 수 있다.The relay correction method for preventing the separation of distributed power according to an embodiment of the present invention takes into account the Fault Ride Through (FRT) regulation introduced to prevent separation of distributed power during system disturbance and maintain grid support. Therefore, it is possible to optimally correct a directional overcurrent relay (DOCR). In the event of a disturbance, if the failure of the directional overcurrent relay is eliminated when the connection of the distributed power is maintained according to the FRT regulation, the voltage of the points of the Common Coupling (PCC) of the distributed power is restored to connect the grid of the distributed power Can keep. Therefore, in the relay correction method according to an embodiment of the present invention, when calculating the optimum value of the correction values of all directional overcurrent relays constituting a system using an optimization algorithm, the distributed power is separated during disturbance by considering the FRT of the distributed power. You can give priority to reducing the probability of becoming.

본 발명의 일 실시 예로서, 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법은 계전기 정정 장치에 의해 수행된다.As an embodiment of the present invention, a relay correction method for preventing separation of distributed power is performed by a relay correction device.

단계 S101에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 계전기 정정 장치는 계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신한다. 여기서, 계전기 정정 장치는 상기 계통에 흐르는 부하 전류, 고장 위치에 대한 고장 전류 및 고장 중 분산전원의 공통접속점(Points of the Common Coupling, PCC)의 전압을 획득할 수 있다.In step S101, the relay correction device according to an embodiment of the present invention receives the grid analysis data calculated through the tide analysis and failure analysis of the system. Here, the relay correcting device may acquire a load current flowing in the system, a fault current for a fault location, and a voltage of points of the common coupling (PCC) of distributed power during a fault.

단계 S102에서, 계전기 정정 장치는 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출한다. 일례로, 계전기 정정 장치는 계통에 흐르는 부하 전류를 이용하여 계전기의 동작전류를 계산할 수 있다. 계전기 정정 장치는 고장 위치에 대한 고장 전류를 이용하여 주보호 계전기 및 후비보호 계전기의 동작시간을 계산할 수 있다. 계전기 정정 장치는 분산전원의 공통접속점의 전압을 이용하여 분산전원의 분리가 허용되는 분리허용시간을 계산할 수 있다. 계전기 정정 장치는 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률을 최소화시키기 위하여, 기설정된 분산전원의 계통 연계 규정을 고려하여 분산전원의 분리가 허용되는 분산전원의 분리허용시간을 최소화시킬 수 있다. 분산전원의 분리허용시간은, 분산전원의 공통접속점 전압이 규정 전압으로 회복하는 시간보다 분산전원의 분리가 허용되는 시간이 빠른 경우에 대한 시간 간격으로 정의될 수 있다. 계전기 정정 장치는 기설정된 목적함수의 값을 최소화시키는 유전 알고리즘에 따라 계전기의 정정값 집합들의 선택 과정, 교차 과정 및 변이 과정 중에서 적어도 하나의 과정을 수행하여 계전기의 정정값을 도출할 수 있다. 기설정된 목적함수에는, 협조 위반 시간, 계전기 동작시간 및 분산전원의 분리허용시간이 포함될 수 있다. 계전기 정정 장치는 유전 알고리즘의 국부적 수렴 특징을 완화하기 위하여, 유전 알고리즘을 반복적으로 수행할 수 있다.In step S102, the relay correcting device derives a correction value of the relay based on the received grid analysis data so that the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the system is minimized. In one example, the relay correction device may calculate the operating current of the relay using the load current flowing in the system. The relay correction device can calculate the operating time of the main protection relay and the rear protection relay by using the fault current for the fault location. The relay correcting device may calculate the separation allowable time allowed for separation of the distributed power using the voltage of the common connection point of the distributed power. The relay correcting device may minimize the separation allowable time of the distributed power, which allows the separation of the distributed power in consideration of the system linkage rules of the preset distributed power, in order to minimize the probability of the distributed power being separated in the event of a disturbance in the system. The separation allowable time of the distributed power may be defined as a time interval for a case in which the time allowed for the separation of the distributed power is faster than the time at which the common connection point voltage of the distributed power recovers to the specified voltage. The relay correction device may derive a correction value of the relay by performing at least one of a selection process, a crossing process, and a variation process of a set of correction values of the relay according to a genetic algorithm that minimizes the value of a predetermined objective function. The preset objective function may include a cooperative violation time, a relay operation time, and a separation allowable time of distributed power. The relay correction device may iteratively perform the genetic algorithm to alleviate the local convergence feature of the genetic algorithm.

단계 S103에서, 계전기 정정 장치는 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정한다.In step S103, the relay correction device adjusts the correction value of the relay in the system with the derived correction value.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법의 전체 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a flow chart for explaining the overall flow of a relay correction method for preventing separation of distributed power according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예는 분산전원이 연계된 계통에 설치된 방향성 과전류 계전기들의 정정값들을 계산하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예는 분산전원의 FRT 능력까지 고려하여 고장 동안 분산전원의 분리를 최소화할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예는 계통해석 프로그램을 통해 계통 각 선로에 흐르는 부하전류 및 계통에서 발생할 수 있는 모든 고장위치에 대한 고장전류 데이터 및 고장 동안의 분산전원의 공통접속점의 전압데이터를 구하는 것으로 시작한다. 부하전류 데이터는 각 계전기의 민감도를 고려하여 계전기의 정정값 중 하나인 동작전류를 구하는데 사용된다. 또한, 각 고장위치에서의 고장전류 데이터는 각 고장위치에 대한 주보호 계전기 및 후비보호 계전기의 동작시간을 계산하는데 사용되고, 분산전원의 PCC 전압데이터는 분산전원의 분리허용시간을 계산하는데 사용된다.One embodiment of the present invention relates to a method for calculating correction values of directional overcurrent relays installed in a grid in which distributed power is connected. According to an embodiment of the present invention, separation of the distributed power source during a failure can be minimized by considering the FRT capability of the distributed power source. One embodiment of the present invention begins by obtaining the load current flowing in each line of the grid through the system analysis program and the fault current data for all fault locations that may occur in the grid and the voltage data of the common connection point of the distributed power supply during the fault. . Load current data is used to calculate the operating current, which is one of the corrected values of the relay, taking into account the sensitivity of each relay. In addition, the fault current data at each fault position is used to calculate the operating time of the main protection relay and the back protection relay for each fault position, and the PCC voltage data of the distributed power supply is used to calculate the separation allowable time of the distributed power supply.

각 계전기들은 고장위치에 따라서 고장 발생시 가장 우선적으로 동작해야 하는 주보호 계전기가 될 수도 있고, 주보호 계전기가 동작에 실패할 경우 일정시간 지연 이후에 동작해야 하는 후비보호 계전기가 될 수도 있다. 하지만, 각 계전기가 가지는 정정값은 주보호로 동작할 경우와 후비보호로 동작할 경우가 동일하기 때문에, 계통이 복잡할 경우 모든 계전기가 협조하는 (모든 후비보호 계전기가 주보호 계전기 동작시간보다 일정시간 이후에 동작하는) 정정값을 구하는 것은 어려운 일이다. 따라서 본 발명의 일 실시 예에서는 최적화 알고리즘 중 하나인 유전 알고리즘을 이용하여 보다 효율적으로 계전기의 정정값을 계산할 수 있으며, 특정 알고리즘으로 한정되지 않는다. 유전 알고리즘은 미리 지정해둔 목적함수의 값을 최소화하는 계전기들의 정정치들을 선택, 교차, 및 변이 과정을 수 세대 거쳐 탐색해간다. 본 발명의 일 실시 예에서 목적함수(수학식 5)는 협조 위반의 정도, 모든 주보호 계전기의 총 동작시간, 분산전원의 분리허용시간의 합 그리고 각 항에 대한 가중치로 구성될 수 있다. 앞서 구한 부하전류 및 고장전류 및 전압 데이터는 유전 알고리즘 과정에서 목적함수를 계산하는데 사용될 수 있다. 결과적으로 본 발명의 일 실시 예는 유전 알고리즘을 통하여 모든 계전기가 협조동작할 뿐만 아니라 빠르게 고장을 제거하고 분산전원의 분리를 최소화하는 계전기들의 정정값들을 계산할 수 있다.Each of the relays may be a main protection relay that should be operated first when a failure occurs depending on the location of the failure, or may be a post-protection relay that must be operated after a certain time delay if the main protection relay fails to operate. However, since the correction values of each relay are the same when operating as the main protection and when operating as the back protection, all relays cooperate when the system is complex (all the back protection relays are more constant than the operating time of the main protection relay). It is difficult to obtain a correction value (which works after time). Therefore, in one embodiment of the present invention, a relay's correction value can be more efficiently calculated using a genetic algorithm, which is one of the optimization algorithms, and is not limited to a specific algorithm. The genetic algorithm searches for generations of selection, crossover, and mutation processes of relays that minimize the value of a predetermined objective function. In one embodiment of the present invention, the objective function (Equation 5) may be composed of the degree of cooperation violation, the total operating time of all main protection relays, the sum of allowable separation time of distributed power, and the weight for each term. The load current, fault current and voltage data obtained above can be used to calculate the objective function in the genetic algorithm process. As a result, in an embodiment of the present invention, not only all relays cooperate through a genetic algorithm, but also quickly eliminate faults and calculate correction values of relays that minimize separation of distributed power.

일반적인 최적 정정방법에 사용되는 목적함수는 일반적으로 하기의 [수학식 1]로 표현할 수 있다.The objective function used in the general optimal correction method can be generally expressed by [Equation 1] below.

Figure 112018116394456-pat00001
Figure 112018116394456-pat00001

[수학식 1]은 계전기의 최적 정정 시 사용되는 목적함수의 가장 단순한 형태이다.

Figure 112018116394456-pat00002
Figure 112018116394456-pat00003
는 각각 주보호계전기와 후비보호계전기의 동작시간을 의미,
Figure 112018116394456-pat00004
는 계전기 사이의 협조위반의 정도를 나타내며 [수학식 2]로 정의된다. 최적화 알고리즘은 본 목적함수의 값을 최소화하는 정정치를 탐색한다.[Equation 1] is the simplest form of the objective function used when the relay is optimally corrected.
Figure 112018116394456-pat00002
Wow
Figure 112018116394456-pat00003
Is the operating time of the main protective relay and the rear protective relay, respectively,
Figure 112018116394456-pat00004
Denotes the degree of coordination violation between relays and is defined by [Equation 2]. The optimization algorithm searches for correction values that minimize the value of the objective function.

Figure 112018116394456-pat00005
Figure 112018116394456-pat00005

[수학식 2]는 후비보호계전기와 주보호계전기 사이의 최소한의 시간간격이 확보되었는지를 나타내는 식이다. 이 값이 0 보다 작을 경우 후비보호계전기가 먼저 동작하거나 주보호계전기와 동시에 동작하는 등 두 계전기 사이의 협조가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. CTI 값은 계통 상황에 따라 보통 0.2~0.5[s] 사이의 값을 가진다.[Equation 2] is an expression that indicates whether a minimum time interval between the back protection relay and the main protection relay is secured. When this value is less than 0, cooperation between the two relays may not be smoothly performed, for example, the back protection relay operates first or simultaneously with the main protection relay. The CTI value is usually between 0.2 and 0.5 [s] depending on the system situation.

Figure 112018116394456-pat00006
Figure 112018116394456-pat00006

[수학 식3]은 과전류 계전기 동작시간을 계산하는 계전기 특성식으로 IEC 60255 표준에 따라 계전기 특성 곡선 상수(A, B)가 결정된다. 기존의 계전기 정정치 Time Dial Setting(TDS)와 동작전류

Figure 112018116394456-pat00007
가 계전기에 정정되고 고장전류
Figure 112018116394456-pat00008
가 계전기에 감지될 경우 계전기는 동작시간 t에 동작을 수행한다.[Equation 3] is a relay characteristic equation for calculating the overcurrent relay operating time, and the relay characteristic curve constants (A, B) are determined according to the IEC 60255 standard. Existing relay correction value Time Dial Setting (TDS) and operating current
Figure 112018116394456-pat00007
Is corrected to the relay and the fault current
Figure 112018116394456-pat00008
When is detected by the relay, the relay performs an operation at the operation time t.

Figure 112018116394456-pat00009
Figure 112018116394456-pat00009

[수학식 4]는 FRT 규정에 의하여 분산전원의 분리허용시간을 나타낸다. 도 2에서 나타나는 고장이 제거되어 분산전원의 PCC 전압이 규정전압으로 회복하는 시간

Figure 112018116394456-pat00010
보다 분산전원의 분리가 가능한 시간
Figure 112018116394456-pat00011
가 더 빠르다면 분산전원의 분리가 허용되며 그 시간 간격을
Figure 112018116394456-pat00012
로 정의한다.[Equation 4] shows the separation allowable time of distributed power according to the FRT regulation. Time for the PCC voltage of the distributed power to recover to the specified voltage by removing the failure shown in FIG. 2
Figure 112018116394456-pat00010
Time for more separation of distributed power
Figure 112018116394456-pat00011
If is faster, separation of distributed power is allowed and the time interval is
Figure 112018116394456-pat00012
Is defined as

Figure 112018116394456-pat00013
Figure 112018116394456-pat00013

[수학식 5]는 분산전원의 분리허용시간을 최소화하는 항을 포함하는 목적함수이다. 본 목적함수로 계전기의 정정치를 계산할 경우 해당 정정치는 외란 중 분산전원이 분리될 확률을 최소화한다.[Equation 5] is an objective function including a term that minimizes the allowable separation time of distributed power. When calculating the correction value of the relay with this objective function, the correction value minimizes the probability that the distributed power is separated during the disturbance.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 대한 전체적인 흐름을 나타낸다. 본 발명의 일 실시 예는 우선적으로 계전기를 정정하는데 필수적인 데이터들을 취득하는 것으로 시작한다. Figure 2 shows the overall flow of an embodiment of the present invention. One embodiment of the present invention starts with acquiring data that is essential for correcting the relay first.

단계 S201에서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 계전기 정정 장치는 조류 해석을 통한 부하 전류 데이터 취득한다. 계전기 정정 장치는 대상이 되는 계통에 대하여 조류해석을 수행하여 각 계전기 위치에 흐르는 부하전류 값을 취득한다. In step S201, the relay correction device according to an embodiment of the present invention acquires the load current data through the tide analysis. The relay correction device acquires a load current value flowing at each relay position by performing an algae analysis on the target system.

단계 S202에서, 계전기 정정 장치는 고장 해석을 통한 고장 전류 및 전압 데이터 취득한다. 계전기 정정 장치는 고장해석을 통해 계통의 각 선로에서 3상 단락고장이 발생했을 때, 각 계전기에 흐르는 고장전류를 취득하고 각 분산전원의 PCC 전압 데이터를 취득한다. 취득한 고장전류 데이터는 계전기 동작시간을 계산하는데 사용될 수 있고, PCC 전압 데이터는 분산전원의 분리가 허용되는 시간을 계산하는데 사용될 수 있다.In step S202, the relay correction device acquires fault current and voltage data through fault analysis. When a three-phase short circuit fault occurs in each line of the system through fault analysis, the relay correction device acquires a fault current flowing through each relay and acquires PCC voltage data of each distributed power supply. The acquired fault current data can be used to calculate the relay operating time, and the PCC voltage data can be used to calculate the time allowed for the separation of the distributed power supply.

단계 S203에서, 계전기 정정 장치는 계통 내 계전기들의 협조 관계 데이터 취득한다. 계전기 정정 장치는 각 선로에서 3상 단락고장이 발생하였을 때, 어떤 계전기가 주보호 계전기 또는 후비보호 계전기로서 동작해야 하는지에 대한 데이터를 취득할 수 있다. 각 고장위치에서 가장 가까운 계전기 한 쌍이 주보호 계전기가 될 수 있고, 그 다음으로 가까운 계전기들이 후비보호 계전기가 될 수 있다.In step S203, the relay correction device acquires cooperative relationship data of relays in the system. When a three-phase short circuit fault occurs in each line, the relay correction device can acquire data as to which relay should operate as the main protection relay or the rear protection relay. The pair of relays closest to each fault location can be the main protective relay, and the next closest relays can be the back protection relay.

이와 같이, 취득하는 데이터는 부하전류와 고장전류 및 고장전압 그리고 계전기들의 협조관계를 나타내는 데이터가 있다. 취득한 데이터들을 기반으로 유전 알고리즘을 수행하여 최적의 계전기 정정값을 계산한다. As described above, the acquired data includes data indicating the load current, fault current, fault voltage, and relay cooperative relationship. Based on the acquired data, a genetic algorithm is performed to calculate the optimal relay correction value.

단계 S204에서, 계전기 정정 장치는 취득된 데이터들을 기반으로 유전 알고리즘 반복 수행한다. 계전기 정정 장치는 취득한 데이터들로 유전 알고리즘을 반복 수행하여 계전기들의 최적의 정정값을 계산한다. 유전 알고리즘은 설정된 목적함수 값을 최소화하는 계전기의 정정값을 탐색한다.In step S204, the relay correction device repeats the genetic algorithm based on the acquired data. The relay correction device repeats the genetic algorithm with the acquired data to calculate the optimal correction values of the relays. The genetic algorithm searches for a corrected value of the relay that minimizes the set objective function value.

단계 S205에서, 계전기 정정 장치는 분산전원의 분리를 저감하는 항이 포함된 목적함수를 최소화하는 정정값 도출한다. In step S205, the relay correction device derives a correction value that minimizes the objective function including the term for reducing the separation of the distributed power.

이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에서는 유전 알고리즘을 통해 계전기들의 정정값을 최적화하는 과정에서 분산전원의 분리를 저감하는 항이 포함된 목적함수를 사용한다. 따라서 본 발명의 일 실시 예는 도출된 정정값으로 정정된 계전기들은 외란 중 분산전원이 분리될 확률을 저감시키게 된다. 계전기 정정 장치는 계전기의 총 동작시간의 최소화 및 계전기 사이의 비협조의 최소화를 위한 항들뿐만 아니라, 분산전원의 분리를 저감하는 항이 포함된 목적함수를 사용할 수 있다.As described above, in an embodiment of the present invention, an objective function including a term for reducing the separation of distributed power is used in the process of optimizing the correction values of relays through a genetic algorithm. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the relays corrected with the derived correction value reduce the probability that the distributed power is separated during the disturbance. The relay correction device may use a target function including a term for reducing the separation of distributed power, as well as terms for minimizing the total operating time of the relay and minimizing non-coordination between the relays.

단계 S206에서, 계전기 정정 장치는 도출된 정정값으로 계통 내 계전기 정정값 재조정한다. In step S206, the relay correction device readjusts the relay correction value in the system with the derived correction value.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 폴트 라이드 쓰루 규정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a fault ride through rule used in an embodiment of the present invention.

종래의 분산전원 연계 규정에 의하면 계통 고장 발생시 분산전원은 빠르게 분리하여 계통 보호시스템에 미치는 영향을 최소화할 필요가 있었다. 하지만, 분산전원의 계통 침투율이 높아짐에 따라 분산전원이 계통에 미치는 영향도 증가하였다. 종래의 규정에 따라 분산전원이 외란 중 분리될 경우는 계통 안정도에 심각한 악영향을 미칠 수 있게 되었다. 따라서 세계 각국에서는 분산전원이 외란 중 일정시간 이상은 연계를 유지하는 FRT 규정을 새로운 계통 연계 규정으로서 도입하였다. According to the conventional distributed power supply linkage regulations, when a system failure occurs, the distributed power supply needs to be quickly separated to minimize the effect on the system protection system. However, as the system penetration rate of distributed power increased, the effect of distributed power on the system also increased. When distributed power is separated during disturbance according to the conventional regulations, it is possible to have a serious adverse effect on system stability. Therefore, FRT regulations in which the distributed power maintains linkage for more than a certain period of time during the disturbance have been introduced as a new system linkage rule.

도 3에는 독일의 직접 연계형 전원을 제외한 모든 전원에 대한 FRT 규정이 도시되어 있다. FIG. 3 shows FRT regulations for all power sources except Germany's direct-link type power source.

도 3에 도시된 바와 같이, 독일의 FRT 규정에 따르면, 계통에 연계된 분산전원은 y축에 해당하는 전압 강하에 대하여 x축에 해당하는 시간 동안에는 최소한 연계를 유지할 수 있는 기능을 가져야 한다. 즉, 본 규정에 따르면, 계통에 분산전원이 연계되기 위해서는 y축에 해당하는 전압 강하가 발생했을 시, x축에 해당하는 시간 동안에는 연계를 유지할 수 있는 기능을 가져야만 한다. 도 3의 영역 A, B, C, D는 연계를 유지하는 것에 대한 세부적인 규정에 따라서 나뉜다. 영역 C나 D에 도달할 경우, 분산전원은 계통으로부터 분리되는 것이 허용되기 때문에 최대한 고장이 제거되는 시간을 앞당겨, 도 3과 수학식 4에서 나타나는 분산전원의 분리허용시간

Figure 112018116394456-pat00014
의 값을 최소화시킬 필요가 있다.
Figure 112018116394456-pat00015
가 작을수록 분산전원이 분리될 확률이 낮아질 것이다.As shown in FIG. 3, according to the German FRT regulation, the distributed power supply connected to the system should have a function of maintaining the connection at least during the time corresponding to the x-axis with respect to the voltage drop corresponding to the y-axis. That is, according to this regulation, in order for the distributed power to be connected to the system, when a voltage drop corresponding to the y-axis occurs, it must have a function to maintain the connection for a time corresponding to the x-axis. The regions A, B, C, and D of FIG. 3 are divided according to detailed rules for maintaining association. When the area C or D is reached, since the distributed power is allowed to be separated from the system, the maximum time to eliminate the failure is accelerated, and the allowable separation time of the distributed power shown in FIGS. 3 and 4
Figure 112018116394456-pat00014
It is necessary to minimize the value of.
Figure 112018116394456-pat00015
The smaller the value, the lower the probability that the distributed power source will be separated.

본 발명의 일 실시 예는 분산전원의 FRT를 고려하여 분산전원의 분리허용시간

Figure 112018116394456-pat00016
을 최소화하는 계전기 최적 정정값을 계산한다. 최적 정정치 계산을 위하여 우선적으로 계통의 조류해석 및 고장해석을 통하여 계통에서 발생할 수 있는 각 계전기가 감지하는 최대부하전류, 고장전류 값 그리고 고장 중 각 분산전원의 PCC 전압 값을 계산한다. 최대부하전류 데이터는 계전기의 과부하 상태 중의 오동작을 방지하기 위해서, 고장전류 데이터는 계전기 동작시간을 계산하기 위해서 사용된다. 고장 중 분산전원의 PCC 전압은 도 3을 통해 각 분산전원의 분리가 가능한 시간
Figure 112018116394456-pat00017
를 구하는데 사용된다. 추가적으로 각 계전기의 협조여부 판별, 즉
Figure 112018116394456-pat00018
의 계산을 위하여 각 계전기 사이의 협조관계 데이터 역시 필요하다. 각 계통 해석 데이터들을 이용하여 최적화 알고리즘 및 목적함수로 방향성 과전류 계전기의 최적 정정치를 계산한다. An exemplary embodiment of the present invention allows separation time of distributed power in consideration of FRT of distributed power
Figure 112018116394456-pat00016
Calculate the optimum correction value for the relay that minimizes. In order to calculate the optimum correction value, the maximum load current, the fault current value, and the PCC voltage value of each distributed power source during a fault are calculated by first analyzing the current and fault analysis of the system. The maximum load current data is used to prevent malfunction during the relay overload condition, and the fault current data is used to calculate the relay operation time. The PCC voltage of the distributed power supply during the failure is the time at which each distributed power supply can be separated.
Figure 112018116394456-pat00017
It is used to obtain In addition, it is determined whether each relay cooperates, that is,
Figure 112018116394456-pat00018
Cooperative relationship data between each relay is also required for the calculation of. The optimum correction value of the directional overcurrent relay is calculated using the optimization algorithm and the objective function using each system analysis data.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 유전 알고리즘의 흐름 및 유전 알고리즘의 반복 수행 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.4 and 5 are flowcharts for explaining the flow of the genetic algorithm and the iterative execution flow of the genetic algorithm used in an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 최적화 알고리즘은 유전 알고리즘이 사용될 수 있고, 유전 알고리즘의 개략적인 흐름은 도 4 및 도 5에서 나타난다. 유전 알고리즘은 목적함수의 값을 최소화시키는 계전기 정정치를 계산하는데 사용된다. 본 발명의 일 실시 예에서는 유전 알고리즘의 국부적 수렴 특징을 완화하기 위하여 유전 알고리즘을 반복적으로 수행할 수 있다. 유전 알고리즘은 목적함수를 최소화하는 계전기의 정정치를 계산할 수 있다.In the optimization algorithm according to an embodiment of the present invention, a genetic algorithm may be used, and a schematic flow of the genetic algorithm is shown in FIGS. 4 and 5. The genetic algorithm is used to calculate relay correction values that minimize the value of the objective function. In one embodiment of the present invention, the genetic algorithm may be repeatedly performed to alleviate the local convergence feature of the genetic algorithm. The genetic algorithm can calculate the relay's correction to minimize the objective function.

도 4 및 도 5의 유전 알고리즘의 세부적인 내용은 다음과 같다. 계통내 총 Y개의 계전기가 설치되어 있다고 가정할 때, 계통 내 모든 계전기를 정정하기 위해서는 총 2Y 개의 정정값이 필요하다. 이는 계전기가 설정할 수 있는 정정값이 TDS와 동작전류 2개로 한정될 경우에 해당한다.Details of the genetic algorithm of FIGS. 4 and 5 are as follows. Assuming that a total of Y relays are installed in the system, a total of 2Y correction values are required to correct all the relays in the system. This is the case when the correction value that can be set by the relay is limited to TDS and two operating currents.

단계 S301에서, 계전기 정정 장치는 N개의 임의의 정정값 집합들을 생성한다.In step S301, the relay correction device generates N arbitrary sets of correction values.

단계 S302에서, 계전기 정정 장치는 목적함수를 이용하여 정정값 집합들을 평가한다.In step S302, the relay correction device evaluates the set of correction values using the objective function.

단계 S303에서, 계전기 정정 장치는 적합도에 따라 정정값 집합들을 선택한다.In step S303, the relay correction device selects sets of correction values according to the fitness.

단계 S304에서, 계전기 정정 장치는 선택된 1쌍의 정정값 집합 중 임의의 정정값들을 서로 교환하여 새로운 1쌍의 정정값 집합 생성한다.In step S304, the relay correcting device exchanges arbitrary correction values among the selected set of correction values to generate a new set of correction values.

단계 S305에서, 계전기 정정 장치는 N개의 새로운 정정값 집합이 생성되었는지를 확인한다.In step S305, the relay correction device checks whether N new set of correction values has been generated.

단계 S306에서, N개의 새로운 정정값 집합이 생성된 경우, 계전기 정정 장치는 새로운 정정값 집합들 중 임의의 정정값들을 임의의 값으로 대체한다. 반면, N개의 새로운 정정값 집합이 생성되지 않은 경우, 계전기 정정 장치는 단계 S303부터 수행한다.In step S306, when N new set of correction values are generated, the relay correction apparatus replaces any correction values of the new set of correction values with an arbitrary value. On the other hand, if a set of N new correction values has not been generated, the relay correction apparatus starts from step S303.

단계 S307에서, 계전기 정정 장치는 설정된 최대 탐색 횟수에 도달했는지를 확인한다.In step S307, the relay correcting device checks whether the set maximum search number has been reached.

설정된 최대 탐색 횟수에 도달한 경우, 계전기 정정 장치는 결과를 출력하고 유전 알고리즘을 종료한다. 반면, 설정된 최대 탐색 횟수에 도달하지 않은 경우, 계전기 정정 장치는 단계 S302부터 수행한다.When the set maximum search number is reached, the relay correction device outputs a result and ends the genetic algorithm. On the other hand, if the set maximum search number has not been reached, the relay correction device starts from step S302.

도 4를 다시 설명하면 다음과 같다. 이 2Y개의 정정값들을 하나의 정정값 집합이라고 할 때 유전 알고리즘은 총 N개의 정정값 집합들을 생성하는 것으로 시작한다. 그 이후 설정된 목적함수를 통해 각 정정값 집합을 평가한다. 본 발명의 일 실시예에서 설정된 목적함수는 [수학식 5]로 나타나며, 주보호 계전기 동작시간의 합, 협조하는 계전기 사이의 협조위반 정도, 각 분산전원의 분리허용시간의 합으로 구성될 수 있다. 본 목적함수의 값을 저감시키는 정정값 집합이 보다 적합도가 우수한 정정값 집합이 될 수 있다. 유전 알고리즘은 목적함수 값을 최소화하는 정정값 집합을 계산하게 된다. 목적함수에 대한 자세한 설명은 유전 알고리즘에 대한 설명 이후에 진행할 것이다. 각 정정값 집합에 대한 적합도 평가가 끝나면 적합도를 기준으로 1쌍의 정정값 집합을 선택한다. 적합도가 클수록 해당 정정값 집합이 선택될 확률을 높이는 선택 방법을 사용할 수 있다. 이는 유전 알고리즘 상에서는 룰렛휠 선택방법이라 한다. 1쌍의 정정값 집합이 선택되면 임의의 정정값을 서로 교환한다. 이때 같은 계전기의 같은 정정값에 해당하는 정정값들을 서로 교환하게 되는데 예를 들어 m번 계전기의 동작전류는 나머지 정정값 집합의 m번 계전기의 동작전류 값과 서로 교환된다. 이를 유전 알고리즘 상에서는 교차(crossover)라 명한다. 룰렛휠 선택방법과 교차를 반복하여 새로운 N개의 정정값 집합을 생성한 이후 새로 생성된 N개의 정정값 집합 중 임의의 정정값들을 완전히 새로운 임의의 정정값들로 대체하는 과정을 거친다. 이를 유전 알고리즘 상에서는 변이(mutation)라 명한다. 이와 같은 일련의 과정을 반복적으로 수행하여 목적함수 값을 최소화하는 정정값 집합을 탐색해가며 사전에 설정해둔 탐색횟수에 도달할 경우 한 번의 유전 알고리즘 수행이 끝나게 된다.4 will be described again. When these 2Y correction values are referred to as one correction value set, the genetic algorithm starts by generating a total of N correction value sets. After that, each set of correction values is evaluated through the set objective function. The objective function set in one embodiment of the present invention is represented by [Equation 5], and may be composed of the sum of the operating time of the main protective relay, the degree of cooperative violation between the cooperating relays, and the sum of the allowable separation time of each distributed power source. . The set of correction values for reducing the value of the objective function may be a set of correction values having better suitability. The genetic algorithm calculates a set of correction values that minimize the objective function value. The detailed description of the objective function will follow the description of the genetic algorithm. After evaluation of the fitness for each set of correction values, a pair of correction values are selected based on the fitness. The larger the goodness of fit, the higher the probability that the corresponding set of correction values is selected can be used. This is called the roulette wheel selection method in the genetic algorithm. When a pair of correction values are selected, arbitrary correction values are exchanged with each other. At this time, correction values corresponding to the same correction value of the same relay are exchanged with each other. For example, the operating current of relay m is exchanged with the operating current value of relay m of the remaining set of correction values. This is called crossover in genetic algorithms. After the roulette wheel selection method and the intersection are repeated, a new set of N correction values is generated, and then, arbitrary correction values of the newly generated N correction value sets are replaced with completely new arbitrary correction values. This is called mutation in genetic algorithms. By repeatedly performing this series of processes, a set of correction values that minimizes the objective function value is searched for, and when the preset number of searches is reached, one genetic algorithm is completed.

도 5에 도시된 바와 같이, 단계 S401에서, 계전기 정정 장치는 유전 알고리즘 수행한다.As shown in Fig. 5, in step S401, the relay correction device performs a genetic algorithm.

단계 S402에서, 계전기 정정 장치는 유전 알고리즘 수행 결과로 도출된 적합도가 높은 정정값 집합들을 저장한다.In step S402, the relay correction device stores a set of correction values with high suitability derived as a result of performing the genetic algorithm.

단계 S403에서, 계전기 정정 장치는 설정된 유전 알고리즘 최대 반복횟수에 도달하였는지를 확인한다.In step S403, the relay correction device checks whether the set genetic algorithm maximum repetition number has been reached.

단계 S404에서, 설정된 유전 알고리즘 최대 반복횟수에 도달한 경우, 계전기 정정 장치는 저장된 정정값 집합들을 초기값으로 유전 알고리즘 수행한다. 그리고 계전기 정정 장치는 수행 결과를 출력하고 유전 알고리즘을 종료한다. 반면, 설정된 유전 알고리즘 최대 반복횟수에 도달하지 않은 경우, 계전기 정정 장치는 단계 S401부터 수행한다.In step S404, when the maximum number of repetitions of the set genetic algorithm is reached, the relay correction device performs genetic algorithm on the set of stored correction values as an initial value. Then, the relay correction device outputs the performance result and ends the genetic algorithm. On the other hand, if the maximum number of repetitions of the set genetic algorithm is not reached, the relay correction device starts from step S401.

도 5를 다시 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 일 실시 예에서는 유전 알고리즘이 내포하는 국지적 수렴의 단점을 보완하기 위하여, 유전 알고리즘의 결과로 도출된 적합도가 높은 정정값 집합들로 다시 한번 유전 알고리즘을 수행하는 유전 알고리즘 반복 수행법을 사용할 수 있다.5 will be described again. In one embodiment of the present invention, in order to compensate for the shortcomings of local convergence implied by a genetic algorithm, it is possible to use a genetic algorithm iterative method of performing a genetic algorithm once again with a set of high-adjustment correction values derived as a result of the genetic algorithm. have.

한편, 최적화 알고리즘에 사용하는 목적함수는 [수학식 5]로 나타난다. 본 목적함수는 앞서 언급한 대로 주어진 계통에서 고려하는 모든 고장위치에 대한 주보호 계전기 동작시간의 합, 협조하는 계전기 사이의 협조위반 정도, 각 분산전원의 분리허용시간의 합을 동시에 최소화하는 항들로 구성될 수 있다. 주보호 계전기 동작시간의 합은 하나의 정정값 집합이 계통의 계전기들에 입력되어 있는 상태에서 각 선로에 각각 3상 단락고장이 발생하였을 때 주보호 계전기에 해당하는 계전기들의 동작시간 합에 해당한다. 협조하는 계전기 사이의 협조위반 정도는 하나의 정정값 집합이 계통의 계전기들에 입력되어 있는 상태에서 각 선로에 3상 단락고장이 발생하였을 때 주보호 계전기와 후비보호 계전기 동작시간 사이의 최소 시간간격을 위반한 정도를 의미한다. [수학식 2]의

Figure 112018116394456-pat00019
의 값이 음수일 경우 두 계전기 사이의 협조는 위반된 상태로서 목적함수에 음의
Figure 112018116394456-pat00020
의 크기가 더해진다(정확하게는
Figure 112018116394456-pat00021
가 더해진다). 마지막으로 분산전원의 분리허용시간은 도 3의
Figure 112018116394456-pat00022
에 해당한다. 이 값은 PCC 전압 강하 정도에 따라 FRT 규정에 의하여 분산전원의 분리가 가능한 시간 (
Figure 112018116394456-pat00023
)과 차단기에 의하여 고장이 제거되고 이에 따라 PCC 전압이 회복되는 시간 (
Figure 112018116394456-pat00024
) 사이의 시간 간격으로서 이 값을 저감시킬수록 분산전원의 분리확률 역시 저감시킬 수 있다. 목적함수의 각 항은 중요도에 따라 협조위반 정도, 분산전원의 분리가 허용되는 시간, 주보호 계전기 동작시간 순으로 가중치를 부여한다. Meanwhile, the objective function used in the optimization algorithm is represented by [Equation 5]. As mentioned above, this objective function is a term that minimizes the sum of the operating time of the main protective relay for all fault locations considered in a given system, the degree of coordination violation between cooperative relays, and the sum of allowable separation time of each distributed power source at the same time. Can be configured. The sum of the operating times of the main protective relay corresponds to the sum of the operating times of the relays corresponding to the main protective relay when a 3-phase short circuit fault occurs in each line with one set of correction values input to the relays of the system. . The degree of coordination violation between cooperating relays is the minimum time interval between the main protective relay and the non-protective relay operating time when a 3-phase short circuit fault occurs in each line with one set of correction values input to the relays of the system. Means the degree of violation. [Equation 2]
Figure 112018116394456-pat00019
If the value of is negative, cooperation between the two relays is in violation and the objective function is negative.
Figure 112018116394456-pat00020
The size of
Figure 112018116394456-pat00021
Is added). Finally, the allowable separation time of the distributed power is shown in FIG.
Figure 112018116394456-pat00022
Corresponds to This value is the time during which the distributed power can be separated by the FRT regulation according to the PCC voltage drop.
Figure 112018116394456-pat00023
) And the time when the fault is removed by the breaker and the PCC voltage is restored accordingly (
Figure 112018116394456-pat00024
As the time interval between) decreases, the separation probability of the distributed power source can also decrease. Each term of the objective function is weighted in the order of the degree of cooperation violation, the time allowed for separation of distributed power, and the operation time of the main protection relay, depending on the importance.

또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 디지털 방향성 과전류 계전기를 활용하여 TDS와 동작전류뿐만 아니라 계전기 특성 곡선 상수(A, B)도 정정치로서 활용하여 계전기의 동작시간을 더욱 낮춘다. 단, A와 TDS는 동작시간에 대하여 선형적 비례관계이기 때문에 계산시간의 축소를 위하여 하나의 정정치인 ATDS로서 설정하였다. 또한, 동작전류

Figure 112018116394456-pat00025
는 과부하 상태 동안 오동작을 방지하기 위해서는 부하전류보다는 큰 값을 가져야 하기 때문에 [수학식 6]과 같이 부하전류의 k배로서 설정하였으며 직접적으로 최적화하는 대상은
Figure 112018116394456-pat00026
값이 아닌 k가 된다. 또한, 각 계전기의 정정치는 계전기가 설정할 수 있는 범위 내로 제한되며 최적화 수행 동안 이는 제약조건이 되며 [수학식 7]로서 나타난다. 또한, 계전기의 최소동작시간 역시 최적화 수행 동안 제약조건으로 선정하였으며 이는 [수학식 8]로서 나타난다. [수학식 8]의 제약조건을 위반하는 정정치의 경우 큰 penalty 값이 목적함수에 더해져서 적합도가 떨어지게 되고 결과적으로 유전 알고리즘의 선택 과정에서 해당 정정치가 선택될 확률이 크게 감소한다.In addition, in one embodiment of the present invention, the digital directional overcurrent relay is utilized to further reduce the operating time of the relay by using the TDS and operating current as well as the relay characteristic curve constants (A, B) as correction values. However, since A and TDS are linearly proportional to the operation time, they were set as ATDS, which is a correction value, to reduce the calculation time. Also, operating current
Figure 112018116394456-pat00025
Is set as k times the load current as shown in [Equation 6] because it must have a larger value than the load current to prevent malfunction during an overload condition.
Figure 112018116394456-pat00026
This is k, not a value. In addition, the correction value of each relay is limited within a range that can be set by the relay, and during optimization, it becomes a constraint and is expressed as [Equation 7]. In addition, the minimum operating time of the relay was also selected as a constraint during optimization, which is shown as [Equation 8]. In the case of correction values that violate the constraints in [Equation 8], a large penalty value is added to the objective function, which decreases the suitability, and as a result, the probability that the corresponding correction value is selected in the selection process of the genetic algorithm is greatly reduced.

Figure 112018116394456-pat00027
Figure 112018116394456-pat00027

[수학식 6]은 각 계전기가 가지는 동작전류 값에 해당한다. 동작전류는 부하전류보다 크게 설정되어야 하기 때문에 1보다 큰 k를 곱하여 설정될 수 있다. k의 범위는 계전기의 민감도를 고려하여 설정되었으며 최적화 알고리즘을 거쳐 최적의 k 값이 계산되면 이에 따라 최적의 동작전류 값도 정해진다.[Equation 6] corresponds to the operating current value of each relay. Since the operating current has to be set larger than the load current, it can be set by multiplying k greater than 1. The range of k was set in consideration of the sensitivity of the relay, and when the optimal k value is calculated through an optimization algorithm, an optimal operating current value is also determined accordingly.

Figure 112018116394456-pat00028
Figure 112018116394456-pat00028

[수학식 7]은 계전기가 정정할 수 있는 정정치 범위이며 최적화 알고리즘 실행 동안 정정치는 해당 범위 내의 값으로만 설정될 수 있다.[Equation 7] is a range of correction values that can be corrected by the relay, and during the execution of the optimization algorithm, the correction values can be set only to values within the range.

Figure 112018116394456-pat00029
Figure 112018116394456-pat00029

[수학식 8]은 계전기의 물리적 한계에 의한 동작시간 최소제한으로서 최적화 알고리즘 동안 제약조건이 된다. 해당 조건을 위반하는 정정치의 경우 목적함수에 매우 큰 값이 더해지는 페널티(penalty)가 부과된다.[Equation 8] is the minimum limit of the operating time due to the physical limit of the relay, which is a constraint during the optimization algorithm. In the case of correction values that violate the conditions, a penalty is imposed that adds a very large value to the objective function.

도 6은 본 발명의 일 실시 예를 검증하기 위한 분산전원이 연계된 IEEE 30 버스 테스트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining an IEEE 30 bus test system in which distributed power is connected to verify an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예를 검증하기 위한 시험 계통으로 7개의 분산전원을 연계시켰다. 계통 보호를 위하여 총 31개의 방향성 과전류 계전기가 연계되며 각 선로 중앙에 총 18개의 3상 지락 고장(bolted fault) (0 Ω의 임피던스를 갖는 고장)를 모의하였다.6, seven distributed power sources were connected as a test system for verifying an embodiment of the present invention. In order to protect the system, a total of 31 directional overcurrent relays are connected, and a total of 18 three-phase ground faults (faults with an impedance of 0 Ω) are simulated in the center of each line.

본 발명의 일 실시 예를 검증하기 위하여, 도 6으로 나타나는 IEEE 30 테스트 버스 시스템(test bus system)을 EMTP(Electro-Magnetic Transients Program)를 이용하여 구현하였다. 목적에 따라 본 모의 계통의 7개의 모선에 각 모선 당 2 MW규모의 전력변환 장치 기반 분산전원을 연계하였으며 각 분산전원은 도 3의 FRT 규정을 준수하여 외란 동안 각 분산전원이 가지는 FRT 능력에 따라 일정시간 동안 연계를 유지, 무효전력을 공급한다 가정하였다. 또한, 본 계통은 고장상황으로부터 설비를 보호하기 위해 총 31개의 방향성 과전류 계전기가 설치된다. 계전기에 입력될 최적의 정정치 계산을 위하여 조류해석으로 각 계전기가 감지하는 부하전류를, 고장해석을 통해서는 총 18개의 선로 중앙에서 3상 완전 단락고장이 발생했을 시 고장전류 및 각 분산전원 PCC 전압 데이터를 계산하였다.In order to verify an embodiment of the present invention, the IEEE 30 test bus system shown in FIG. 6 was implemented using an Electro-Magnetic Transients Program (EMTP). According to the purpose, 2 MW-scale power converter-based distributed power is connected to 7 buses of this simulation system, and each distributed power complies with the FRT regulation of FIG. 3 according to the FRT capability of each distributed power during disturbance. It is assumed that the connection is maintained and the reactive power is supplied for a certain period of time. In addition, a total of 31 directional overcurrent relays are installed in this system to protect the equipment from fault conditions. In order to calculate the optimal correction value to be input to the relay, the load current sensed by each relay by tidal analysis, and the fault current and each distributed power PCC when a 3-phase complete short circuit fault occurs in the center of a total of 18 lines through failure analysis Voltage data was calculated.

도 7 내지 도 10은 종래와 본 발명의 일 실시 예에 따라 몬테카를로 시뮬레이션으로 측정한 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포를 설명하기 위한 도면이다.7 to 10 are diagrams for explaining the probability distribution of the separated distributed power capacity annually measured by Monte Carlo simulation according to an embodiment of the present invention and the prior art.

앞서 구한 데이터와 도 4 및 도 5의 유전 알고리즘을 기반으로 31개의 방향성 과전류 계전기의 최적 정정값들을 계산하였다. 본 발명의 일 실시 예의 성능 입증을 위해 사용하는 목적함수 및 계전기 종류에 따라 총 4개의 케이스(Case)로 구분하였다. Optimal correction values of 31 directional overcurrent relays were calculated based on the previously obtained data and the genetic algorithm of FIGS. 4 and 5. According to the objective function and relay type used to demonstrate the performance of an embodiment of the present invention, a total of four cases were classified.

케이스 1(Case 1)에 대해, 몬테카를로 시뮬레이션으로 측정한 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포가 도 7에 도시되어 있다. 케이스 2(Case 2)에 대해, 몬테카를로 시뮬레이션으로 측정한 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포가 도 8에 도시되어 있다. 이와 같이, 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 구한 케이스 1 및 2의 정정치 조건에서 발생할 수 있는 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포가 나타난다.For Case 1, the probability distribution of the annual distributed power capacity measured by Monte Carlo simulation is shown in FIG. 7. For Case 2, the probability distribution of the annual distributed power capacity measured by Monte Carlo simulation is shown in FIG. 8. In this way, the probability distribution of the distributed power capacity of each year, which can occur under the correction conditions of cases 1 and 2, obtained through Monte Carlo simulation, appears.

케이스 1과 케이스 2의 경우는, 사용자 설정 특성을 가지지 않고 고정된 계전기 특성곡선만 (A = 0.14, B = 0.02)을 가지는 계전기를 사용하는 케이스이다. 케이스 1과 케이스 2는 각각 종래의 목적함수 [수학식 1]과 FRT를 고려한 본 발명의 일 실시 예에 따른 목적함수 [수학식 5]로 정정치를 계산하였다. 케이스 2의 연간 분리된 분산전원 용량이 케이스 1보다 감소한 것으로 나타난다.In the case of case 1 and case 2, it is a case that uses a relay having only a fixed relay characteristic curve (A = 0.14, B = 0.02) without a user set characteristic. In case 1 and case 2, the correction values were calculated using the objective function [Equation 5] according to an embodiment of the present invention considering the conventional objective function [Equation 1] and FRT, respectively. It appears that the annual distributed power capacity of Case 2 is reduced compared to Case 1.

한편, 케이스 3(Case 3)에 대해, 몬테카를로 시뮬레이션으로 측정한 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포가 도 9에 도시되어 있다. 케이스 4(Case 4)에 대해, 몬테카를로 시뮬레이션으로 측정한 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포가 도 10에 도시되어 있다. 이와 같이, 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 구한 케이스 3 및 4의 정정치 조건에서 발생할 수 있는 연간 분리된 분산전원 용량의 확률분포가 나타난다.On the other hand, for case 3 (Case 3), the probability distribution of the separated distributed power capacity annually measured by Monte Carlo simulation is shown in FIG. 9. For Case 4, the probability distribution of the annual distributed power capacity measured by Monte Carlo simulation is shown in FIG. 10. As described above, the probability distribution of the distributed power capacity of each year that can occur under the correction conditions of cases 3 and 4 obtained through the Monte Carlo simulation is shown.

케이스 3과 케이스 4는 계전기 특성 곡선 상수(A, B)까지도 정정이 가능한 디지털 계전기를 사용하는 케이스를 나타낸다. 케이스 3과 케이스 4는 각각 종래의 목적함수와 FRT를 고려한 본 발명의 일 실시 예에 따른 목적함수로 정정치를 계산하였다. 케이스 4의 연간 분리된 분산전원 용량이 케이스 3보다 감소한 것으로 나타난다.Cases 3 and 4 show cases using a digital relay capable of correcting even the relay characteristic curve constants (A, B). In case 3 and case 4, the correction values were calculated using the objective function according to an embodiment of the present invention considering the conventional objective function and FRT, respectively. It appears that the annual distributed power capacity of Case 4 is reduced compared to Case 3.

도 11 및 도 12는 종래와 본 발명의 일 실시 예에 따른 케이스별 결과 비교를 설명하기 위한 도면이다.11 and 12 are diagrams for explaining the comparison of results by case according to an embodiment of the present invention and the prior art.

도 11에 도시된 바와 같이, [표 1]은 케이스 1과 케이스 2의 비교결과를 나타내며, 고정된 특성곡선을 가지는 계전기를 사용할 때의 케이스별 결과를 나타낸다. FRT를 고려한 목적함수로 계산한 정정치의 경우 종래의 목적함수로 계산한 정정치와 비교하였을 때, 케이스 1 및 2의 계전기 동작시간의 합은 각 19.5114[s]와 19.6128[s]로 비슷하거나 비교적 높다. 하지만, 케이스 1 및 2의 분산전원의 분리가 허용되는 시간은 각 37.3987[s], 35.1495[s]로 2.2492[s] 가량 감소되었다. 이는 계전기 특성곡선 상수까지 정정이 가능한 디지털 계전기를 사용한 경우에서도 마찬가지다. 도 11은 사용하는 계전기가 고정된 특성곡선 (A = 0.14, B = 0.02)만을 가질 때 각 목적함수로 계산된 정정치에 대한 결과이다.As shown in FIG. 11, [Table 1] shows a comparison result of Case 1 and Case 2, and shows a case-by-case result when a relay having a fixed characteristic curve is used. In the case of the correction calculated by the objective function considering FRT, the sum of the relay operating times of cases 1 and 2 is similar to 19.5114 [s] and 19.6128 [s], respectively, when compared with the correction calculated by the conventional objective function. It is relatively high. However, the time allowed for the separation of the distributed power sources in cases 1 and 2 was reduced by 2.2492 [s] to 37.3987 [s] and 35.1495 [s], respectively. This is the same even when a digital relay capable of correcting the constant of the relay characteristic curve is used. FIG. 11 shows the results of correction values calculated by each objective function when the relay used has only a fixed characteristic curve (A = 0.14, B = 0.02).

도 12에 도시된 바와 같이, [표 2]는 케이스 3과 케이스 4의 비교결과를 나타낸다. FRT를 고려한 목적함수를 사용하였을 시, 케이스 3과 케이스 4의 계전기 동작시간의 합은 15.9063[s]에서 15.9439[s]로 0.0376[s] 가량 증가하는 것으로 나타난다. 이에 반하여, 케이스 3과 케이스 4의 분산전원의 분리가 허용되는 시간의 합은 22.2068[s]에서 18.4221[s]로 3.7847[s] 가량 감소하였다. 4개의 케이스 모두 협조위반 시간은 0으로 수렴하여 계통 내의 모든 계전기는 서로 협조동작을 수행한다. 도 12는 사용하는 계전기가 계전기 특성곡선 상수까지 정정이 가능한 디지털 계전기일 경우 각 목적함수로 계산된 정정치에 대한 결과이다.As shown in Figure 12, [Table 2] shows the comparison results of Case 3 and Case 4. When the objective function considering FRT was used, the sum of the relay operating times of case 3 and case 4 was found to increase by about 0.0376 [s] from 15.9063 [s] to 15.9439 [s]. On the other hand, the sum of the time allowed for the separation of the distributed power supply of case 3 and case 4 decreased by 3.7847 [s] from 22.2068 [s] to 18.4221 [s]. In all four cases, the coordination violation time converges to zero, and all relays in the system perform cooperative operations with each other. 12 is a result of the correction values calculated by each objective function when the relay used is a digital relay capable of correcting up to a relay characteristic curve constant.

본 결과에 대한 직관성을 높이기 위하여 MATLAB을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션 (Monte-Carlo Simulation)을 구현하고, 케이스별 1년 동안 예상되는 분산전원의 분리 정도를 비교하였다. 시뮬레이션 내에서 모의 계통의 선로당 연간 고장률은 국내 배전계통 평균 고장률을 고려하여 0.058 주파수(frequency)/연(year)으로 가정하였으며 각 분산전원은 고장이 제거되어 PCC 전압이 회복되지 못할 시 각 분산전원 PCC 전압 강하 정도에 따라 도 3의 경계선(Boundary Line) 2 이후 1.5[s]까지 동일한 확률로 분리된다 가정하였다. In order to increase the intuition for this result, Monte-Carlo Simulation was implemented using MATLAB, and the degree of separation of distributed power expected for one year per case was compared. In the simulation, the annual failure rate per line of the simulated system was assumed to be 0.058 frequency / year considering the average failure rate of the domestic distribution system, and each distributed power supply was not removed and the PCC voltage could not be recovered. According to the degree of the PCC voltage drop, it is assumed that after the boundary line 2 of FIG. 3, it is separated with the same probability up to 1.5 [s].

도 7 및 도 8은 케이스 1과 케이스 2에서 구한 계전기 정정치가 입력된 방향성 과전류 계전기들로 보호받고 있는 모의 계통에서 1년 동안 분리되는 분산전원에 대한 확률분포를 나타낸다. 도 7 및 도 8의 x축은 1년 동안 분리되는 분산전원의 용량을 100kW 단위로 나타낸 것으로, 평균적으로 연간 4486.36kW에서 4171.45로 7.02% 감소한 것을 확인할 수 있다. 이는 도 9 및 도 10에서 보이는 케이스 3과 케이스 4에 대해서도 마찬가지이다. 도 9 및 도 10을 보면, FRT를 고려한 목적함수를 사용할 경우 연간 분산전원이 분리되는 정도가 평균적으로 연간 2338.45kW에서 1806.07kW로 22.77% 감소하는 것을 확인할 수 있다.7 and 8 show probability distributions for distributed power separated for one year in a simulated system protected by directional overcurrent relays in which relay correction values obtained in cases 1 and 2 are input. 7 and 8, the x-axis represents the capacity of the distributed power source separated for one year in units of 100 kW, and it can be seen that the average decrease of 7.02% from 4486.36 kW to 4171.45 per year. This also applies to cases 3 and 4 shown in FIGS. 9 and 10. 9 and 10, when using the objective function considering FRT, it can be seen that, on average, the degree of separation of distributed power is reduced by 22.77% from 2338.45 kW to 1806.07 kW per year on average.

결과적으로 본 발명의 일 실시 예는 계전기 총 동작시간에 대한 큰 손실 없이 분산전원의 분리 허용시간을 감소시켜 외란 중 분산전원이 분리될 확률을 효율적으로 저감시킬 수 있음을 입증하였다. 이는 사용하는 계전기 종류 (계전기 특성 곡선이 고정된 계전기, 또는 특성 곡선 상수의 정정이 가능한 디지털 계전기)와는 무관하게 성능을 유지하기 때문에, 본 발명의 실시 예에서 추가적인 설비 투자가 필수사항은 아니다. 하지만, 시중에 나와있는 디지털 계전기와 같이 사용할 경우 보다 더 큰 효과를 볼 수 있다.As a result, one embodiment of the present invention proved that it is possible to efficiently reduce the probability that the distributed power is separated during disturbance by reducing the allowable separation time of the distributed power without significant loss of the total operating time of the relay. Since it maintains performance irrespective of the type of relay used (a relay having a fixed relay characteristic curve or a digital relay capable of correcting a characteristic curve constant), additional equipment investment is not essential in the embodiment of the present invention. However, it can have a greater effect than when used with a commercially available digital relay.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.13 is a configuration diagram for explaining a configuration of a relay correction device for preventing separation of distributed power according to an embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치(100)는 송수신기(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 계전기 정정 장치(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 계전기 정정 장치(100)가 구현될 수 있다.As shown in FIG. 13, the relay correction device 100 for preventing separation of distributed power according to an embodiment of the present invention includes a transceiver 110, a memory 120, and a processor 130. However, not all of the illustrated components are essential components. The relay correcting apparatus 100 may be implemented by more components than the illustrated components, and the relay correcting apparatus 100 may be implemented by fewer components.

이하, 도 13의 계전기 정정 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, a specific configuration and operation of each component of the relay correction device 100 of FIG. 13 will be described.

송수신기(110)는 계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신한다. 일례로, 송수신기(110)는, 계통에 흐르는 부하 전류, 고장 위치에 대한 고장 전류 및 고장 중 분산전원의 공통접속점(Points of the Common Coupling, PCC)의 전압을 수신할 수 있다.The transceiver 110 receives the system analysis data calculated through the analysis of the tide and the failure of the system. As an example, the transceiver 110 may receive a load current flowing in the system, a fault current for a fault location, and a voltage of a common connection point (Points of the Common Coupling, PCC) of distributed power during a fault.

메모리(120)는 수신된 계통 해석 데이터를 저장한다.The memory 120 stores the received system analysis data.

프로세서(130)는 송수신기(110) 및 메모리(120)와 연결된다. 프로세서(130)는 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 송수신기(110)에서 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하고, 그 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정한다.The processor 130 is connected to the transceiver 110 and the memory 120. The processor 130 derives a correction value of the relay based on the system analysis data received from the transceiver 110 so that the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the system is minimized, and the derived correction value of the relay in the system Adjust the correction value.

본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 프로세서(130)는, 계통에 흐르는 부하 전류를 이용하여 계전기의 동작전류를 계산할 수 있다. 프로세서(130)는, 고장 위치에 대한 고장 전류를 이용하여 주보호 계전기 및 후비보호 계전기의 동작시간을 계산할 수 있다. 프로세서(130)는, 분산전원의 공통접속점의 전압을 이용하여 분산전원의 분리가 허용되는 분리허용시간을 계산할 수 있다. 프로세서(130)는, 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률을 최소화시키기 위하여, 기설정된 분산전원의 계통 연계 규정을 고려하여 분산전원의 분리가 허용되는 분산전원의 분리허용시간을 최소화시킬 수 있다. 분산전원의 분리허용시간은, 분산전원의 공통접속점 전압이 규정 전압으로 회복하는 시간보다 분산전원의 분리가 허용되는 시간이 빠른 경우에 대한 시간 간격으로 정의될 수 있다. 프로세서(130)는, 기설정된 목적함수의 값을 최소화시키는 유전 알고리즘에 따라 계전기의 정정값 집합들의 선택 과정, 교차 과정 및 변이 과정 중에서 적어도 하나의 과정을 수행하여 계전기의 정정값을 도출할 수 있다. 기설정된 목적함수에는, 협조 위반 시간, 계전기 동작시간 및 분산전원의 분리허용시간이 포함될 수 있다. 프로세서(130)는, 유전 알고리즘의 국부적 수렴 특징을 완화하기 위하여, 유전 알고리즘을 반복적으로 수행할 수 있다.According to various embodiments of the present invention, the processor 130 may calculate the operating current of the relay using the load current flowing in the system. The processor 130 may calculate the operating time of the main protection relay and the rear protection relay by using the fault current for the fault location. The processor 130 may calculate a separation allowable time during which separation of the distributed power is allowed using the voltage of the common connection point of the distributed power. The processor 130 may minimize the separation allowable time of the distributed power that allows the separation of the distributed power in consideration of the system linkage rules of the preset distributed power in order to minimize the probability of the distributed power being separated in the event of a disturbance in the system. . The separation allowable time of the distributed power may be defined as a time interval for a case in which the time allowed for the separation of the distributed power is faster than the time at which the common connection point voltage of the distributed power recovers to the specified voltage. The processor 130 may derive a correction value of the relay by performing at least one of a selection process, a crossing process, and a variation process of a set of correction values of the relay according to a genetic algorithm that minimizes the value of a predetermined objective function. . The preset objective function may include a cooperative violation time, a relay operation time, and a separation allowable time of distributed power. The processor 130 may repeatedly perform the genetic algorithm to alleviate the local convergence characteristic of the genetic algorithm.

상술한 본 발명의 실시 예들에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 본 발명의 실시 예들에 따른 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.The relay correction method for preventing the separation of distributed power according to the above-described embodiments of the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. The relay correction method for preventing disconnection of distributed power according to embodiments of the present invention may be implemented in a form of program instructions that can be executed through various computer means and may be recorded in a computer-readable recording medium.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서, 계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신하는 단계, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 상기 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하는 단계, 및 상기 도출된 정정값으로 상기 계통 내 계전기의 정정값을 조정하는 단계를 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.According to embodiments of the present invention, in a computer-readable recording medium recording a program for executing a relay correction method for preventing separation of distributed power in a computer, the system analysis calculated through the tide analysis and failure analysis of the system Receiving data, deriving a correction value of a relay based on the received grid analysis data so that a probability of separation of distributed power in the event of disturbance in the grid is minimized, and relaying in the grid with the derived correction value A computer-readable recording medium recording a program for executing the step of adjusting the correction value of may be provided.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.The computer-readable recording medium includes any type of recording medium that stores data that can be read by a computer system. For example, there may be a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, and an optical data storage device. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over computer systems connected by a computer communication network, and stored and executed as code readable in a distributed manner.

이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to the drawings and examples, the protection scope of the present invention is not meant to be limited by the drawings or the examples, and those skilled in the art of the present invention described in the claims below It will be understood that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope.

구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해, 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.Specifically, the described features can be implemented in digital electronic circuitry, or computer hardware, firmware, or combinations thereof. The features can be implemented in a computer program product implemented in storage in a machine-readable storage device, eg, for execution by a programmable processor. And the features can be performed by a programmable processor executing a program of instructions for performing the functions of the described embodiments by operating on input data and generating output. The described features include at least one programmable processor, at least one input device, and at least one output coupled to receive data and directives from the data storage system and to transmit data and directives to the data storage system. It can be executed in one or more computer programs that can be executed on a programmable system including a device. A computer program includes a set of directives that can be used directly or indirectly within a computer to perform a specific action on a given result. A computer program is written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, and is included as a module, element, subroutine, or other unit suitable for use in other computer environments, or as a standalone program. Can be used in any form.

지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가될 수 있다.Suitable processors for the execution of the program of directives include, for example, both general purpose and special purpose microprocessors, and either a single processor or multiple processors of other types of computers. Also suitable for implementing computer program instructions and data embodying the described features are storage devices suitable for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, magnetic devices such as internal hard disks and removable disks. Devices, magneto-optical disks and all forms of non-volatile memory including CD-ROM and DVD-ROM disks. The processor and memory can be integrated within application-specific integrated circuits (ASICs) or added by ASICs.

이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is described based on a series of functional blocks, but is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention is possible.

전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.Combinations of the above-described embodiments are not limited to the above-described embodiments, and various forms of combinations may be provided as well as the above-described embodiments according to implementation and / or needs.

전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the above-described embodiments, the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and some steps may occur in a different order than the steps described above or simultaneously. have. In addition, those skilled in the art may recognize that the steps shown in the flowchart are not exclusive, other steps are included, or one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention. You will understand.

전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.The foregoing embodiments include examples of various aspects. It is not possible to describe all possible combinations for representing various aspects, but a person skilled in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, the present invention will be said to include all other replacements, modifications and changes that fall within the scope of the following claims.

100: 계전기 정정 장치
110: 송수신기
120: 메모리
130: 프로세서
100: relay correction device
110: transceiver
120: memory
130: processor

Claims (21)

계전기의 정정 장치에 의해 수행되는 계전기의 정정 방법에 있어서,
계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신하는 단계;
상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 상기 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하는 단계; 및
상기 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정하는 단계를 포함하고,
상기 정정값을 도출하는 단계는, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률을 최소화시키기 위하여, 기설정된 분산전원의 계통 연계 규정을 고려하여 분산전원의 분리가 허용되는 분산전원의 분리허용시간을 최소화시키는, 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
In the relay correction method performed by the relay correction device,
Receiving the system analysis data calculated through the analysis of the current and the failure analysis of the system;
Deriving a correction value of a relay based on the received grid analysis data, so that the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the grid is minimized; And
And adjusting the correction value of the relay in the system with the derived correction value,
In the step of deriving the correction value, in order to minimize the probability that the distributed power is separated in the event of a disturbance in the system, the separation allowable time of the distributed power that is allowed to be separated in consideration of the system linkage regulation of the preset distributed power is determined. A relay correction method to minimize the separation of distributed power.
제1항에 있어서,
상기 계통 해석 데이터를 수신하는 단계는,
상기 계통에 흐르는 부하 전류, 고장 위치에 대한 고장 전류 및 고장 중 분산전원의 공통접속점(Points of the Common Coupling, PCC)의 전압을 획득하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
According to claim 1,
The step of receiving the system analysis data,
A relay correction method for preventing separation of distributed power to obtain a voltage of a load current flowing in the system, a fault current for a fault location, and a point of the Common Coupling (PCC) of the distributed power during a fault.
제2항에 있어서,
상기 정정값을 도출하는 단계는,
상기 계통에 흐르는 부하 전류를 이용하여 계전기의 동작전류를 계산하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
According to claim 2,
The step of deriving the correction value,
A relay correction method for preventing separation of distributed power sources that calculates an operating current of a relay using a load current flowing in the system.
제2항에 있어서,
상기 정정값을 도출하는 단계는,
고장 위치에 대한 고장 전류를 이용하여 주보호 계전기 및 후비보호 계전기의 동작시간을 계산하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
According to claim 2,
The step of deriving the correction value,
A relay correction method to prevent separation of distributed power sources that calculates the operating time of the main protection relay and the rear protection relay by using the fault current for the fault location.
제2항에 있어서,
상기 정정값을 도출하는 단계는,
분산전원의 공통접속점의 전압을 이용하여 분산전원의 분리가 허용되는 분리허용시간을 계산하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
According to claim 2,
The step of deriving the correction value,
A method of correcting relays to prevent separation of distributed power, which calculates the allowable separation time allowed for separation of distributed power using the voltage at the common connection point of distributed power.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 분산전원의 분리허용시간은,
분산전원의 공통접속점 전압이 규정 전압으로 회복하는 시간보다 분산전원의 분리가 허용되는 시간이 빠른 경우에 대한 시간 간격으로 정의되는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
According to claim 1,
The allowable separation time of the distributed power,
A method of correcting relays to prevent separation of distributed power, which is defined as a time interval when the time allowed for separation of distributed power is faster than the time at which the common connection point voltage of distributed power is restored to the specified voltage.
제1항에 있어서,
상기 계전기의 정정값을 도출하는 단계는,
기설정된 목적함수의 값을 최소화시키는 유전 알고리즘에 따라 계전기의 정정값 집합들의 선택 과정, 교차 과정 및 변이 과정 중에서 적어도 하나의 과정을 수행하여 계전기의 정정값을 도출하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
According to claim 1,
The step of deriving the correction value of the relay,
A relay for preventing separation of distributed power that derives the corrected value of the relay by performing at least one of the process of selecting, crossing and mutating the set of corrected values of the relay according to a genetic algorithm that minimizes the value of a predetermined objective function. Correction method.
제8항에 있어서,
상기 기설정된 목적함수에는,
협조 위반 시간, 계전기 동작시간 및 분산전원의 분리허용시간이 포함되는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
The method of claim 8,
The preset objective function,
A method of correcting relays to prevent separation of distributed power sources including cooperative violation time, relay operating time and allowable time for separation of distributed power sources.
제8항에 있어서,
상기 계전기의 정정값을 도출하는 단계는,
상기 유전 알고리즘의 국부적 수렴 특징을 완화하기 위하여, 상기 유전 알고리즘을 반복적으로 수행하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법.
The method of claim 8,
The step of deriving the correction value of the relay,
In order to alleviate the local convergence feature of the genetic algorithm, a relay correction method for preventing separation of distributed power sources repeatedly performing the genetic algorithm.
계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신하는 송수신기;
상기 수신된 계통 해석 데이터를 저장하는 메모리; 및
상기 송수신기 및 상기 메모리와 연결된 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 상기 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하고, 상기 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정하고,
상기 프로세서는, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률을 최소화시키기 위하여, 기설정된 분산전원의 계통 연계 규정을 고려하여 분산전원의 분리가 허용되는 분산전원의 분리허용시간을 최소화시키는, 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
Transceiver for receiving the system analysis data calculated through the analysis and fault analysis of the system;
A memory for storing the received system analysis data; And
And a processor connected to the transceiver and the memory,
The processor derives a correction value of a relay based on the received system analysis data so as to minimize the probability that the distributed power is separated when a disturbance occurs in the system, and adjusts the correction value of the relay in the system with the derived correction value and,
In order to minimize the probability that the distributed power is separated in the event of a disturbance in the system, the processor minimizes the allowable separation time of the distributed power that allows the separation of the distributed power in consideration of the system linkage rules of the preset distributed power. Correction device to prevent the separation of.
제11항에 있어서,
상기 송수신기는,
상기 계통에 흐르는 부하 전류, 고장 위치에 대한 고장 전류 및 고장 중 분산전원의 공통접속점(Points of the Common Coupling, PCC)의 전압을 수신하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 11,
The transceiver,
A relay correcting device for preventing separation of distributed power receiving load current flowing in the system, fault current for a fault location, and voltages of distributed power points (Points of the Common Coupling, PCC).
제12항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 계통에 흐르는 부하 전류를 이용하여 계전기의 동작전류를 계산하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 12,
The processor,
A relay correction device for preventing separation of distributed power sources that calculate a relay's operating current using a load current flowing in the system.
제12항에 있어서,
상기 프로세서는,
고장 위치에 대한 고장 전류를 이용하여 주보호 계전기 및 후비보호 계전기의 동작시간을 계산하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 12,
The processor,
A relay correction device for preventing separation of distributed power that calculates the operating time of the main protective relay and the rear protective relay using the fault current for the fault location.
제12항에 있어서,
상기 프로세서는,
분산전원의 공통접속점의 전압을 이용하여 분산전원의 분리가 허용되는 분리허용시간을 계산하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 12,
The processor,
A relay correction device for preventing the separation of distributed power, which calculates the separation allowable time during which separation of distributed power is allowed using the voltage of the common connection point of distributed power.
삭제delete 제11항에 있어서,
상기 분산전원의 분리허용시간은,
분산전원의 공통접속점 전압이 규정 전압으로 회복하는 시간보다 분산전원의 분리가 허용되는 시간이 빠른 경우에 대한 시간 간격으로 정의되는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 11,
The allowable separation time of the distributed power,
A relay correction device for preventing the separation of distributed power, which is defined as the time interval for when the time allowed for separation of distributed power is faster than the time at which the common connection point voltage of the distributed power is restored to the specified voltage.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
기설정된 목적함수의 값을 최소화시키는 유전 알고리즘에 따라 계전기의 정정값 집합들의 선택 과정, 교차 과정 및 변이 과정 중에서 적어도 하나의 과정을 수행하여 계전기의 정정값을 도출하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 11,
The processor,
A relay for preventing separation of distributed power that derives the corrected value of the relay by performing at least one of the process of selecting, crossing and mutating the set of corrected values of the relay according to a genetic algorithm that minimizes the value of a predetermined objective function. Correction device.
제18항에 있어서,
상기 기설정된 목적함수에는,
협조 위반 시간, 계전기 동작시간 및 분산전원의 분리허용시간이 포함되는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 18,
The preset objective function,
Relay correction device to prevent separation of distributed power, including cooperative violation time, relay operating time, and allowable separation time of distributed power.
제18항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 유전 알고리즘의 국부적 수렴 특징을 완화하기 위하여, 상기 유전 알고리즘을 반복적으로 수행하는 분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 장치.
The method of claim 18,
The processor,
In order to alleviate the local convergence feature of the genetic algorithm, a relay correction device for preventing separation of distributed power sources repeatedly performing the genetic algorithm.
분산전원의 분리 방지를 위한 계전기 정정 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,
계통의 조류 해석 및 고장 해석을 통해 산출된 계통 해석 데이터를 수신하는 단계;
상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률이 최소화되도록, 상기 수신된 계통 해석 데이터들을 기반으로 계전기의 정정값을 도출하는 단계; 및
상기 도출된 정정값으로 계통 내 계전기의 정정값을 조정하는 단계를 실행시키고,
상기 정정값을 도출하는 단계는, 상기 계통에서 외란 발생시 분산전원이 분리될 확률을 최소화시키기 위하여, 기설정된 분산전원의 계통 연계 규정을 고려하여 분산전원의 분리가 허용되는 분산전원의 분리허용시간을 최소화시키도록 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
In the computer-readable recording medium recording a program for executing a relay correction method for preventing the separation of the distributed power source in the computer,
Receiving the system analysis data calculated through the analysis of the current and the failure analysis of the system;
Deriving a correction value of a relay based on the received grid analysis data, so that the probability that the distributed power is separated when the disturbance occurs in the grid is minimized; And
The step of adjusting the correction value of the relay in the system with the derived correction value is executed,
In the step of deriving the correction value, in order to minimize the probability that the distributed power is separated in the event of a disturbance in the system, the separation allowable time of the distributed power that is allowed to be separated in consideration of the system linkage regulation of the preset distributed power is determined. A computer-readable recording medium that records a program to run to minimize.
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