KR102276555B1 - System and method for controlling automatic generator initial load increase in synchronization - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터빈 발전기에서 생성되는 전기를 전력 계통에 연결할 때 운전원의 조작이 없이도 분산 제어 시스템(DCS)의 제어 로직을 통해 발전기의 출력을 검출하여 부하율(Load Rate)과 목표 부하(Load Target)를 자동으로 설정해 초기 부하를 제어함으로써 전력 계통과 안정적으로 연결할 수 있도록 하는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템은, 증기 터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전부; 발전부의 발전량을 검출하는 발전량 검출부; 발전부의 출력을 스위칭하여 전력 계통에 연결하기 위한 스위칭부; 및 발전부의 출력이 전력 계통에 연결되도록 스위칭 제어하고, 발전부의 발전량이 일정 이상이면 부하율 및 목표 부하를 포함하는 초기 부하를 자동으로 설정한 후 목표 부하에 이르기까지 발전부의 발전을 제어하는 발전 제어부를 포함한다.
The present invention detects the output of the generator through the control logic of the distributed control system (DCS) without the operator's operation when the electricity generated from the turbine generator is connected to the power system to determine the load rate and the target load. It relates to a method and system for controlling the initial load of a generator power system connection, which enables stable connection with the power system by automatically setting and controlling the initial load.
A generator power system connection initial load control system according to the present invention, a power generation unit for generating electricity using the rotational force of a steam turbine; a power generation amount detection unit detecting the generation amount of the power generation unit; a switching unit for switching the output of the power generation unit and connecting to the power system; and a power generation control unit for controlling the switching so that the output of the power generation unit is connected to the power system, and automatically setting the initial load including the load factor and the target load when the generation amount of the power generation unit is above a certain level, and then controlling the generation of the power generation unit until the target load. include

Description

발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법 및 시스템{System and method for controlling automatic generator initial load increase in synchronization}Generator power system connection initial load control method and system {System and method for controlling automatic generator initial load increase in synchronization}

본 발명은 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 터빈 발전기에서 생성되는 전기를 전력 계통에 연결할 때 운전원의 조작이 없이도 분산 제어 시스템(DCS: Distribution Control System)의 제어 로직을 통해 발전기의 출력을 검출하여 부하율(Load Rate)과 목표 부하(Load Target)를 자동으로 설정해 초기 부하를 제어함으로써 전력 계통과 안정적으로 연결할 수 있도록 하는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for controlling an initial load for connection to a generator power system, and more particularly, to a control logic of a distribution control system (DCS) without an operator's operation when electricity generated from a turbine generator is connected to a power system. A method and system for controlling the initial load of a generator power system, which detects the output of the generator and automatically sets the load rate and load target to control the initial load so that it can be stably connected to the power system. it's about

일반적으로, 발전소에서는 3상 혹은 단상의 발전기를 이용하여 전력을 생산해 변전소 및 고압 전력선을 통해서 전력 그리드에 공급하고, 전력 수요자는 전력 그리드로부터 전력을 받아서 저전압으로 변압하여 사용한다. In general, a power plant uses a three-phase or single-phase generator to produce electric power and supply it to a power grid through a substation and a high-voltage power line, and a power consumer receives power from the power grid and transforms it to a low voltage for use.

화력 발전소의 경우에는 터빈 발전기를 이용하는데, 효율을 높이기 위해서 증기를 고온, 고압으로 만드는 것이 중요하다. 증기 터빈은 보일러에서 생산된 고온, 고압의 증기를 동력으로 전환하는 장치로 많이 사용되고 있다.In the case of a thermal power plant, a turbine generator is used, and it is important to make steam at high temperature and high pressure in order to increase efficiency. A steam turbine is widely used as a device for converting high-temperature, high-pressure steam produced in a boiler into power.

터빈 발전기는 증기에 의해 터빈이 회전되어 3600 rpm으로 승속이 된 후 전력계통에 연결하여 전기를 생산해야 하며, 이를 위해서는 반드시 운전원이 다음과 같은 순서대로 신속하게 조작해야 한다.In the turbine generator, the turbine is rotated by steam and the speed is raised to 3600 rpm, and then connected to the power system to produce electricity. For this, the operator must operate it quickly in the following order.

운전원은 계통연결 자동모드를 선택하고, 계통연결 조건 만족시 계통 연결 및 초기 부하가 발생한다. 발전기의 출력이 3 메가와트(MW)가 초과되면, 운전원은 출력 제어모드를 선택한다. 그리고, 운전원은 발전기의 출력을 45 ~ 55 MW로 설정한 후 실행모드를 선택한다. The operator selects the grid connection automatic mode, and when the grid connection conditions are satisfied, grid connection and initial load occur. When the generator's output exceeds 3 megawatts (MW), the operator selects the output control mode. Then, the operator sets the output of the generator to 45 ~ 55 MW and then selects the execution mode.

운전원이 전술한 과정 중 한 단계라도 오조작을 하게 되면, 터빈은 불시 정지하게 되고, 전력계통에 연결이 되지 않으며, 터빈 발전기의 불시 정지에 따른 전력 거래의 손실이 발생한다.If an operator makes an erroneous operation in any one of the above processes, the turbine is abruptly stopped, the power system is not connected, and power transaction is lost due to the sudden stop of the turbine generator.

터빈 발전기가 불시 정지한 경우에 보일러도 소화되어 동작이 정지함에 따라 보일러를 재점화하여 증기 터빈의 회전 속도가 3600 rpm으로 재승속이 되도록 해야 한다. 이런 과정을 거쳐 전력계통 연결 시에 최소 2시간 이상 시간 지연이 발생하는 문제점이 있다.When the turbine generator is stopped unexpectedly, the boiler is extinguished and the operation is stopped. As a result, the boiler must be re-ignited so that the rotational speed of the steam turbine is increased to 3600 rpm. There is a problem in that a time delay of at least 2 hours or more occurs when connecting to the power system through this process.

따라서, 전력계통 연결 시에 발전기가 불시 정지하는 것을 방지하고, 운전원의 조작이 없이도 자동으로 전력계통 연결을 수행할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a technology that prevents the generator from stopping unexpectedly when connecting to the power system and automatically connects the power system without operator's operation.

한국 등록특허 공보 제10-1601164호(등록일자: 2016년03월02일)Korean Patent Publication No. 10-1601164 (Registration Date: March 02, 2016)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 터빈 발전기에서 생성되는 전기를 전력 계통에 연결할 때 운전원의 조작이 없이도 분산 제어 시스템(DCS)의 제어 로직을 통해 발전기의 출력을 검출하여 부하율(Load Rate)과 목표 부하(Load Target)를 자동으로 설정해 초기 부하를 제어함으로써 전력 계통과 안정적으로 연결할 수 있도록 하는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법 및 시스템을 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems is to detect the output of the generator through the control logic of the distributed control system (DCS) without the operator's operation when connecting the electricity generated from the turbine generator to the power system, and the load factor (Load) Rate) and target load (Load Target) are automatically set to control the initial load, thereby providing a method and system for controlling the initial load of a generator power system connection so that it can be stably connected to the power system.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템은, 증기 터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전부; 발전부의 발전량을 검출하는 발전량 검출부; 발전부의 출력을 스위칭하여 전력 계통에 연결하기 위한 스위칭부; 및 발전부의 출력이 전력 계통에 연결되도록 스위칭 제어하고, 발전부의 발전량이 일정 이상이면 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 자동으로 설정한 후 목표 부하에 이르기까지 발전부의 발전을 제어하는 발전 제어부를 포함할 수 있다.A generator power system connection initial load control system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a power generation unit for generating electricity using the rotational force of a steam turbine; a power generation amount detection unit for detecting the generation amount of the power generation unit; a switching unit for switching the output of the power generation unit and connecting to the power system; and switching control so that the output of the power generation unit is connected to the power system, and when the power generation of the power generation unit exceeds a certain level, the initial load including the load rate and the load target is automatically set, and then power is generated until the target load is reached It may include a power generation control unit for controlling the generation of negative.

여기서, 발전 제어부는, 분산 제어 시스템(DCS)을 포함할 수 있다.Here, the power generation control unit may include a distributed control system (DCS).

또한, 발전부는, 냉각수를 공급하는 급수 펌프; 급수 펌프로부터 공급받은 냉각수에 열을 가하여 과열증기를 발생시키는 보일러; 보일러에서 발생된 과열증기를 전달받아 회전하는 증기 터빈; 증기 터빈의 출구에서 배출된 배기 증기를 응축시켜 물로 변화시키는 복수기; 증기 터빈의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기를 포함할 수 있다.In addition, the power generation unit, a water supply pump for supplying cooling water; a boiler for generating superheated steam by applying heat to the cooling water supplied from the feedwater pump; a steam turbine rotating by receiving superheated steam generated from the boiler; a condenser for condensing the exhaust steam discharged from the outlet of the steam turbine and converting it into water; It may include a generator for generating electricity by the rotational force of the steam turbine.

또한, 스위칭부는, 발전부의 출력을 전력 계통에 연결하는 제1 스위칭 소자; 발전부에서 출력된 고전압 전력의 전압 크기를 낮은 전압으로 조정하는 상치환 변압기; 및 낮은 전압의 교류 전력을 직류로 변환하는 AC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.In addition, the switching unit, the first switching element for connecting the output of the power generation unit to the power system; a phase change transformer for adjusting the voltage level of the high voltage power output from the power generation unit to a low voltage; and an AC-DC converter converting low-voltage AC power into DC.

또한, 제1 스위칭 소자는, SSCB, 기계적 스위칭 소자, 전자적 스위칭 소자 중 하나일 수 있다. Also, the first switching element may be one of an SSCB, a mechanical switching element, and an electronic switching element.

또한, 전력 계통은, 전력변환장치, 분산형 전원, 배터리 및 EMS를 포함할 수 있다.In addition, the power system may include a power converter, a distributed power supply, a battery, and an EMS.

또한, 발전 제어부는, 동기 모드(SYNCH MODE)가 오토 모드(Auto Mode)이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 발전량 검출부를 통해 검출되는 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단할 수 있다.In addition, the power generation control unit, the synchronous mode (SYNCH MODE) is the auto mode (Auto Mode), the turbine power generation state (TBN / GEN STATUS) in a reset online (Reset And Online) state, the generation amount of the power generation unit detected through the generation amount detection unit It can be determined whether this exceeds 3 megawatts (MW).

또한, 발전 제어부는, 발전부의 출력이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 터빈 모드(Turbine Mode)를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정한 후 목표 부하에 이르기까지 발전부의 발전을 제어할 수 있다. In addition, when the output of the power generation unit exceeds 3 megawatts (MW), the power generation control unit sets the turbine mode to megawatts (MW), sets the load factor to 10% (60 MW/min), and the target After setting the load to 50MW, it is possible to control the generation of the power generation unit until the target load is reached.

또한, 전력 계통은, 스위칭부로부터 직류 전력을 인가받는 메인 버스; 인가받은 직류 전력을 스위칭하는 제2 스위칭 소자; 인가받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 교류 전력을 소모하는 부하부를 포함할 수 있다.In addition, the power system, the main bus receiving DC power from the switching unit; a second switching element for switching the applied DC power; a DC-AC converter that converts the applied DC power into AC power; and a load unit that consumes AC power.

그리고, 전력계통은, 주상 변압기, 계기용 변압기, 가정용부하 출구, 거래용부하 출구 및 전력변환장치 출구를 포함하고, 거래용 부하 및 가정용 부하에 연결될 수 있다.And, the power system includes a pole transformer, an instrument transformer, a household load outlet, a transaction load outlet, and a power converter outlet, and may be connected to the transaction load and the household load.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법은, 발전부와 검출부, 스위칭부 및 발전 제어부를 포함하는 시스템의 발전기 전력계통 연결 초기 부하 제어 방법으로서, (a) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전을 제어하는 단계; (b) 상기 발전부가 상기 증기 터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 단계; (c) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 출력이 전력계통에 연결되도록 상기 스위칭부의 연결을 스위칭 제어하는 단계; (d) 상기 스위칭부가 상기 발전부의 출력을 스위칭하여 상기 전력 계통에 연결하는 단계; (e) 상기 검출부가 상기 발전부의 발전량을 검출하는 단계; (f) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전량이 일정 이상인지를 판단하는 단계; 및 (g) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전량이 일정 이상이면, 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, the generator power system connection initial load control method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a generator power system connection initial load control method of a system including a power generation unit and a detection unit, a switching unit and a power generation control unit. , (a) the power generation control unit controlling the power generation of the power generation unit; (b) generating electricity by the power generation unit using the rotational force of the steam turbine; (c) controlling, by the power generation control unit, the connection of the switching unit so that the output of the power generation unit is connected to the power system; (d) connecting the switching unit to the power system by switching the output of the power generation unit; (e) detecting, by the detection unit, the amount of power generation of the power generation unit; (f) determining, by the power generation control unit, whether the generation amount of the power generation unit is equal to or greater than a certain level; and (g) the power generation control unit setting an initial load including a load rate and a target load when the power generation amount of the power generation unit is equal to or greater than a certain level.

또한, (h) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전을 목표 부하에 이르기까지 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, (h) the power generation control unit may further include the step of controlling the power generation unit to reach a target load.

또한, (f) 단계에서 발전 제어부는, 동기 모드가 오토 모드이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 검출부를 통해 검출되는 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단할 수 있다.In addition, in step (f), the power generation control unit, the synchronous mode is the auto mode, the turbine power generation state (TBN / GEN STATUS) is a reset online (Reset And Online) state, the amount of power generated by the power generation unit detected through the detection unit is 3 megawatts (MW) can be determined.

또한, (f) 단계에서 발전 제어부는, 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 터빈 모드(Turbine Mode)를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정할 수 있다.In addition, in step (f), when the generation amount of the power generation unit exceeds 3 megawatts (MW), the turbine mode is set to megawatts (MW), and the load factor is 10% (60 MW/min) , and the target load can be set to 50 MW.

또한, (a) 단계 내지 (g) 단계에서 발전부는, 냉각수를 공급하는 급수 펌프; 급수 펌프로부터 공급받은 냉각수에 열을 가하여 과열증기를 발생시키는 보일러; 보일러에서 발생된 과열증기를 전달받아 회전하는 증기 터빈; 증기 터빈의 출구에서 배출된 배기 증기를 응축시켜 물로 변화시키는 복수기; 및 증기 터빈의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기를 포함할 수 있다.In addition, the power generation unit in steps (a) to (g), a water supply pump for supplying cooling water; a boiler for generating superheated steam by applying heat to the cooling water supplied from the feedwater pump; a steam turbine rotating by receiving superheated steam generated from the boiler; a condenser for condensing the exhaust steam discharged from the outlet of the steam turbine and converting it into water; And it may include a generator for generating electricity by the rotational force of the steam turbine.

또한, (c) 단계 및 (d) 단계에서 스위칭부는, 발전부의 출력을 전력 계통에 연결하는 제1 스위칭 소자; 발전부에서 출력된 고전압 전력의 전압 크기를 낮은 전압으로 조정하는 상치환 변압기; 및 낮은 전압의 교류 전력을 직류로 변환하는 AC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.In addition, the switching unit in steps (c) and (d), a first switching element for connecting the output of the power generation unit to the power system; a phase change transformer for adjusting the voltage level of the high voltage power output from the power generation unit to a low voltage; and an AC-DC converter converting low-voltage AC power into DC.

또한, 제1 스위칭 소자는, SSCB, 기계적 스위칭 소자, 전자적 스위칭 소자 중 하나일 수 있다.Also, the first switching element may be one of an SSCB, a mechanical switching element, and an electronic switching element.

또한, 전력 계통은, 스위칭부로부터 직류 전력을 인가받는 메인 버스; 인가받은 직류 전력을 스위칭하는 제2 스위칭 소자; 인가받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC-AC 컨버터; 및 교류 전력을 소모하는 부하부를 포함할 수 있다.In addition, the power system, the main bus receiving DC power from the switching unit; a second switching element for switching the applied DC power; a DC-AC converter that converts the applied DC power into AC power; and a load unit that consumes AC power.

또한, 전력계통은, 주상 변압기, 계기용 변압기, 가정용부하 출구, 거래용부하 출구 및 전력변환장치 출구를 포함하고, 거래용 부하 및 가정용 부하에 연결될 수 있다. In addition, the power system includes a pole transformer, an instrument transformer, a household load outlet, a transaction load outlet and a power converter outlet, and may be connected to the transaction load and the household load.

그리고, 전력 계통은, 전력변환장치, 분산형 전원, 배터리 및 EMS를 포함할 수 있다.And, the power system may include a power converter, a distributed power supply, a battery and an EMS.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 제어 장치는, 증기 터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전기를 제어하고, 발전기의 출력을 스위칭하여 전력 계통에 연결하는 스위칭부를 제어하며, 발전부의 발전량을 발전량 검출부를 통해 검출하는 발전기 제어 장치로서, 발전기에 연결된 발전기 연결부; 스위칭부에 연결된 스위칭부 연결부; 발전량 검출부에 연결된 검출부 연결부; 발전기의 제어에 필요한 명령이나 데이터를 입력받는 입력부; 발전부의 출력을 전력 계통에 스위칭 연결하고, 발전부의 발전량이 일정 이상이면 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 설정하는 마이크로 프로세서; 및 발전기 및 스위칭부의 제어 상황을 화면 상에 출력하거나, 발전부의 발전량과 입력부를 통한 입력 현황 및 마이크로 프로세서의 제어 처리 현황을 화면 또는 음성으로 출력하는 출력부를 포함할 수 있다.On the other hand, the generator control apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a switching unit for controlling a generator that produces electricity by using the rotational force of a steam turbine, and switching the output of the generator connected to the power system A generator control device for controlling and detecting the amount of generation of the power generation unit through the generation amount detection unit, comprising: a generator connection unit connected to the generator; a switching unit connection unit connected to the switching unit; a detection unit connection unit connected to the generation amount detection unit; an input unit for receiving a command or data necessary for controlling the generator; a microprocessor that switches and connects the output of the power generation unit to the power system, and sets an initial load including a load rate and a target load when the generation amount of the power generation unit is greater than or equal to a certain level; and an output unit for outputting the control status of the generator and the switching unit on the screen, or outputting the generation amount of the power generation unit and the input status through the input unit and the control processing status of the microprocessor through a screen or voice.

또한, 마이크로 프로세서는, 발전부의 발전을 목표 부하에 이르기까지 제어할 수 있다.In addition, the microprocessor may control the power generation of the power generation unit up to a target load.

또한, 마이크로 프로세서는, 동기 모드가 오토 모드이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 발전 검출부를 통해 검출되는 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단할 수 있다.In addition, in the microprocessor, the synchronous mode is the auto mode, the turbine power generation state (TBN/GEN STATUS) is a reset online (Reset And Online) state, and the power generation amount of the power generation unit detected through the power generation detection unit is 3 megawatts (MW). Exceeding can be determined.

그리고, 마이크로 프로세서는, 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 터빈 모드를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정할 수 있다.Then, the microprocessor sets the turbine mode to megawatts (MW), sets the load factor to 10% (60 MW/min), and sets the target load to 50 MW when the power generation amount of the power generation unit exceeds 3 megawatts (MW). can be set.

본 발명에 의하면, 발전소 내 발전기의 속도가 3,600 rpm으로 승속 후 전력계통에 연결할 때, 운전기술 및 경험이 상이한 운전원이 직접 조작할 필요없이 자동으로 출력(MW)이 설정됨에 따라 오조작을 방지할 수 있으며, 발전기 운전의 편의성이 향상된다.According to the present invention, when the speed of the generator in the power plant is increased to 3,600 rpm and then connected to the power system, erroneous operation is prevented as the output (MW) is automatically set without the need for direct operation by an operator with different driving skills and experience. and the convenience of generator operation is improved.

또한, 발전기 전력계통 연결 시 초기 부하를 자동으로 제어함으로써 불시 정지를 예방할 수 있으며, 이로 인해 전력 거래 손실을 제로화하고 전력 거래 신뢰도를 상승시킬 수 있다. In addition, an unexpected stop can be prevented by automatically controlling the initial load when the generator is connected to the power system, thereby reducing the power transaction loss to zero and increasing the power transaction reliability.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발전부의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부의 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 제어 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 시 초기 부하를 제어하는 화면을 나타낸 도면이다.
1 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration of a generator power system connection initial load control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a power generation unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration example of a switching unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an example of a power system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating another example of a power system according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an operation flowchart for explaining a method for controlling an initial load connected to a generator power system according to an embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram schematically showing the internal configuration of the generator control device according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a screen for controlling an initial load when a generator power system is connected according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Accordingly, in some embodiments, well-known process steps, well-known device structures, and well-known techniques have not been specifically described in order to avoid obscuring the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. Throughout the specification, like reference numerals are assigned to similar parts. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle. Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “under” another part, it includes not only the case where the other part is “directly under” but also the case where there is another part in between. Conversely, when we say that a part is "just below" another part, it means that there is no other part in the middle.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms "below", "beneath", "lower", "above", "upper", etc. It can be used to easily describe a correlation between an element or components and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as terms including different orientations of the device during use or operation in addition to the orientation shown in the drawings. For example, when an element shown in the figures is turned over, an element described as "beneath" or "beneath" another element may be placed "above" the other element. Accordingly, the exemplary term “below” may include both directions below and above. The device may also be oriented in other orientations, and thus spatially relative terms may be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when it is said that a part is connected to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is electrically connected with another element interposed therebetween. In addition, when it is said that a part includes a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.In this specification, terms such as first, second, third, etc. may be used to describe various components, but these components are not limited by the terms. The above terms are used for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second or third component, and similarly, the second or third component may also be alternately named.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used with the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조로 본 발명에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템 및 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, an initial load control system and method for connecting a generator power system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8 .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing the overall configuration of a generator power system connection initial load control system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템(100)은, 발전부(110), 발전량 검출부(120), 스위칭부(130) 및 발전 제어부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the generator power system connection initial load control system 100 according to an embodiment of the present invention includes a power generation unit 110 , a generation amount detection unit 120 , a switching unit 130 , and a power generation control unit 140 . may include

발전부(110)는 증기 터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산한다.The power generation unit 110 generates electricity by using the rotational force of the steam turbine.

발전량 검출부(120)는 발전부(110)의 발전량을 검출한다. 즉, 발전량 검출부(120)는 발전부(110)에서 생성되어 출력되는 전력량을 검출한다.The generation amount detection unit 120 detects the generation amount of the power generation unit 110 . That is, the power generation detection unit 120 detects the amount of power generated and output by the power generation unit 110 .

스위칭부(130)는 발전부(110)의 출력을 스위칭하여 전력 계통에 연결한다.The switching unit 130 switches the output of the power generation unit 110 and connects it to the power system.

발전 제어부(140)는 발전부(110)의 출력이 전력 계통에 연결되도록 스위칭 제어하고, 발전부(110)의 발전량이 일정 이상이면 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 설정한 후 목표 부하에 이르기까지 발전부(110)의 발전을 제어한다.The power generation control unit 140 performs switching control so that the output of the power generation unit 110 is connected to the power system, and when the generation amount of the power generation unit 110 is greater than or equal to a certain level, an initial load rate including a Load Rate and a Load Target After setting the load, the power generation of the power generation unit 110 is controlled until the target load is reached.

여기서, 발전 제어부(140)는, 분산 제어 시스템(DCS: Distributed Control System)을 포함할 수 있다.Here, the power generation control unit 140 may include a Distributed Control System (DCS).

또한, 발전 제어부(140)는, 동기 모드(SYNCH MODE)가 오토 모드(Auto Mode)이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 발전량 검출부(120)를 통해 검출되는 발전부(110)의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단할 수 있다.In addition, the power generation control unit 140, the synchronous mode (SYNCH MODE) is the auto mode (Auto Mode), the turbine power generation state (TBN / GEN STATUS) is a reset online (Reset And Online) state, the generation amount detection unit 120 It may be determined whether the amount of power generated by the power generation unit 110 detected through this exceeds 3 megawatts (MW).

그리고, 발전 제어부(140)는, 발전부(110)의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 터빈 모드(Turbine Mode)를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정한 후 목표 부하에 이르기까지 발전부(110)의 발전을 제어할 수 있다. Then, the power generation control unit 140, when the power generation amount of the power generation unit 110 exceeds 3 megawatts (MW), the turbine mode (Turbine Mode) is set to megawatts (MW), the load factor is 10% (60 MW / minutes), and after setting the target load to 50 MW, it is possible to control the power generation of the power generation unit 110 until the target load is reached.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발전부의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.2 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a power generation unit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발전부(110)는, 급수 펌프(Feed Pump)(210), 보일러(220), 증기 터빈(230), 복수기(240) 및 발전기(250)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the power generation unit 110 according to the present invention may include a feed pump 210 , a boiler 220 , a steam turbine 230 , a condenser 240 and a generator 250 . can

급수 펌프(210)는 냉각수를 보일러(220)에 공급한다.The feed water pump 210 supplies cooling water to the boiler 220 .

보일러(220)는 급수 펌프(210)로부터 공급받은 냉각수에 열을 가하여 과열증기를 발생시킨다.The boiler 220 generates superheated steam by applying heat to the cooling water supplied from the feed water pump 210 .

증기 터빈(230)은 보일러(220)에서 발생된 과열증기를 전달받아 회전한다.The steam turbine 230 rotates by receiving superheated steam generated from the boiler 220 .

복수기(240)는 증기 터빈(230)의 출구에서 배출된 배기 증기를 응축시켜 물로 변화시킨다.The condenser 240 condenses the exhaust steam discharged from the outlet of the steam turbine 230 and changes it into water.

발전기(250)는 증기 터빈(230)의 회전력에 의해 전기를 발생시킨다.The generator 250 generates electricity by the rotational force of the steam turbine 230 .

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 스위칭부의 구성 예를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration example of a switching unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스위칭부(130)는, 제1 스위칭 소자(310), 상치환 변압기(320), AC-DC 컨버터(330), 버스 스위치(340) 및 메인 버스(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the switching unit 130 according to the present invention includes a first switching element 310 , a phase change transformer 320 , an AC-DC converter 330 , a bus switch 340 , and a main bus 350 . ) may be included.

본 발명에 따른 스위칭부(130)는 일단이 발전기(250)에 연결되고, 다른 두 단이 각각 메인 버스(350)에 연결되는 상치환 변압기(320)에 연결되며, 나머지 단자는 메인 버스(350) 측에 연결될 수 있다.The switching unit 130 according to the present invention has one end connected to the generator 250 , the other two ends connected to the phase exchange transformer 320 connected to the main bus 350 , respectively, and the other terminals are connected to the main bus 350 . ) can be connected to the

제1 스위칭 소자(310)는 발전기(250)에 연결되어, 발전기(250)의 출력을 스위칭하여 전력 계통에 연결한다. 제1 스위칭 소자는, SSCB(solid state circuit breaker), 기계적 스위칭 소자(AC Circuit Breaker), 전자적 스위칭 소자 중 하나일 수 있다. The first switching element 310 is connected to the generator 250 to switch the output of the generator 250 and connect it to the power system. The first switching element may be one of a solid state circuit breaker (SSCB), a mechanical switching element (AC circuit breaker), and an electronic switching element.

상치환 변압기(320)는 발전기(250)에서 출력된 고전압 전력의 전압 크기를 낮은 전압으로 조정한다. 상치환 변압기(320)는 두 개의 출력을 가질 수 있다.The phase exchange transformer 320 adjusts the voltage level of the high voltage power output from the generator 250 to a low voltage. The phase exchange transformer 320 may have two outputs.

상치환 변압기(320)는 발전기(250)의 출력 교류 전압에 대한 전기 에너지를 자기 에너지로 바꾸어 코일의 비를 통해 다시 자기 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전자기 유도 현상을 이용하여 전압을 낮추는 기능을 할 수 있다.The phase-exchange transformer 320 converts the electrical energy for the output AC voltage of the generator 250 into magnetic energy and lowers the voltage by using the electromagnetic induction phenomenon that converts the magnetic energy back into electrical energy through the ratio of the coil. can

AC-DC 컨버터(330)는 낮은 전압의 교류 전력을 직류로 변환한다. AD-DC 컨버터(330)는 상치환 변압기(320)의 두 출력에 각각 연결되어, 상치환 변압기(320)와 메인 버스(350) 사이에 각각 배치될 수 있다.The AC-DC converter 330 converts low-voltage AC power into DC. The AD-DC converter 330 may be respectively connected to two outputs of the phase change transformer 320 , and may be respectively disposed between the phase change transformer 320 and the main bus 350 .

버스 스위치(340)는 두 개의 AC-DC 컨버터(330a, 330b)를 각각 메인 버스(350)에 스위칭하여 연결할 수 있다.The bus switch 340 may switch and connect the two AC-DC converters 330a and 330b to the main bus 350, respectively.

메인 버스(350)는 전력 계통에 연결되어 있는 버스이다.The main bus 350 is a bus connected to the power system.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통의 한 예를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating an example of a power system according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통은, 전력변환장치(400), 분산형 전원(300), 배터리(500) 및 EMS(Energy Management System)(600)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the power system according to an embodiment of the present invention may include a power converter 400 , a distributed power source 300 , a battery 500 , and an Energy Management System (EMS) 600 . .

전력변환장치(400)는 PLC(Programmable Logic Controller)(401), 인버터(402), 컨버터(403) 및 제어부(480)를 포함할 수 있다.The power converter 400 may include a programmable logic controller (PLC) 401 , an inverter 402 , a converter 403 , and a controller 480 .

PLC(401)는 인입구에 설치된 계기용 변압기(420)로부터 측정된 전압(V) 및 주파수(Hz)에 기초하여 유효전력 제어값 및 무효전력 제어값을 계산할 수 있다. 예를 들어, PLC(401)는 제어 로직을 계산할 수 있는 다수의 프로그램을 포함할 수 있다.The PLC 401 may calculate an active power control value and a reactive power control value based on the voltage (V) and frequency (Hz) measured from the instrument transformer 420 installed at the inlet. For example, the PLC 401 may include a number of programs capable of calculating control logic.

인버터(402)는 PLC(401)에 의해 계산된 유효전력 제어값 및 무효전력 제어값에 기초하여 전력변환장치 출구(433)의 유효전력 및 무효전력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 인버터(402)는 양방향으로 전달되는 전력에 대해 전압변환 동작을 수행할 수 있으며, 인버터(402)에 포함되는 다수의 스위치를 제어하는 신호를 생성하는 DSP(Digital Signal Processor)를 포함할 수 있다.The inverter 402 may control the active power and reactive power of the power converter outlet 433 based on the active power control value and the reactive power control value calculated by the PLC 401 . For example, the inverter 402 may perform a voltage conversion operation on power transmitted in both directions, and includes a DSP (Digital Signal Processor) for generating signals to control a plurality of switches included in the inverter 402 . can do.

컨버터(403)는 전력변환장치 출구(433)와 배터리(500)와 분산형 전원(300)의 사이에서 양방향으로 전달되는 전력에 대해 전압변환 동작을 수행할 수 있다.The converter 403 may perform a voltage conversion operation on the power transferred in both directions between the power converter outlet 433 and the battery 500 and the distributed power source 300 .

도 4에서, 전력 계통은 주상 변압기(410), 계기용 변압기(420), 가정용부하 출구(431), 거래용부하 출구(432) 및 전력변환장치 출구(433)를 포함하고, 거래용 부하(441) 및 가정용 부하(442)에 연결될 수 있다.In FIG. 4, the power system includes a pole transformer 410, an instrument transformer 420, a household load outlet 431, a transaction load outlet 432 and a power converter outlet 433, and a transaction load ( 441 ) and a household load 442 .

분산형 전원(300)은 태양 에너지, 풍력 에너지 및 수력 에너지와 같은 신재생 에너지를 전기 에너지로 변환하면서 발전할 수 있다.The distributed power source 300 may generate electricity while converting renewable energy, such as solar energy, wind energy, and hydraulic energy, into electrical energy.

배터리(500)는 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)로 구현될 수 있으며, 다수의 축전지 또는 큰 축전지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 축전지 또는 큰 축전지는 약 50%의 충전량(State of Charge, SOC)을 유지할 수 있다.The battery 500 may be implemented as an energy storage system (ESS), and may include a plurality of storage batteries or large storage batteries. For example, a large number of accumulators or large accumulators can maintain a State of Charge (SOC) of about 50%.

EMS(600)는 전력변환장치(400)를 원격으로 제어하기 위한 통신신호를 생성하여 전력변환장치(400)로 송신하고, 전력변환장치(400)의 전력변환 결과를 포함하는 신호를 수신할 수 있다.The EMS 600 generates a communication signal for remotely controlling the power conversion device 400 and transmits it to the power conversion device 400 , and may receive a signal including the power conversion result of the power conversion device 400 . have.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통의 다른 예를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating another example of a power system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전력 계통은, 메인 버스(350), 제2 스위칭 소자(510), DC-AC 컨버터(520) 및 부하부(530)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the power system according to an embodiment of the present invention may include a main bus 350 , a second switching element 510 , a DC-AC converter 520 , and a load unit 530 .

메인 버스(350)는 스위칭부(130)로부터 직류 전력을 인가받는다. The main bus 350 receives DC power from the switching unit 130 .

제2 스위칭 소자(510)는 인가받은 직류 전력을 스위칭하여 DC-AC 컨버터(520)에 연결한다. The second switching element 510 switches the applied DC power and connects it to the DC-AC converter 520 .

DC-AC 컨버터(520)는 인가받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다.The DC-AC converter 520 converts the applied DC power into AC power.

부하부(530)는 교류 전력을 예를 들면 모터의 회전 동작에 따라 소모한다.The load unit 530 consumes AC power according to, for example, a rotation operation of a motor.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating an operation flowchart for explaining a method for controlling an initial load connected to a generator power system according to an embodiment of the present invention.

도 6에서, 설명의 편의상 발전량 검출부(120)는 '검출부'로 표시하고, 발전 제어부(140)는 '제어부'로 표시하여 설명한다.In FIG. 6 , for convenience of explanation, the generation amount detection unit 120 is denoted as a 'detector', and the power generation control unit 140 is denoted as a 'control unit'.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 발전기 전력계통 연결 초기 부하 제어 시스템(100)은, 발전 제어부(140)가 발전부(110)의 발전을 제어한다(S610).6 to 8 , in the generator power system connection initial load control system 100 according to the present invention, the power generation control unit 140 controls the power generation of the power generation unit 110 ( S610 ).

따라서, 발전부(110)는 증기 터빈(230)이 회전하게 되고, 증기 터빈(230)의 회전력을 이용하여 전기를 생산한다(S612).Accordingly, the power generation unit 110 rotates the steam turbine 230 and generates electricity using the rotational force of the steam turbine 230 ( S612 ).

즉, 발전부(110)는, 급수 펌프(210)에서 보일러(220)로 냉각수를 공급하고, 보일러(220)는 급수 펌프(210)로부터 공급받은 냉각수에 열을 가하여 과열증기를 발생시키며, 증기 터빈(230)은 보일러(220)에서 발생된 과열증기를 전달받아 회전하게 되며, 발전기(250)는 증기 터빈(230)의 회전력에 의해 전기를 발생시킨다. 이때, 복수기(240)는 증기 터빈(230)의 출구에서 배출된 배기 증기를 응축시켜 물로 변화시킨다.That is, the power generation unit 110 supplies cooling water from the feed water pump 210 to the boiler 220, and the boiler 220 applies heat to the cooling water supplied from the feed water pump 210 to generate superheated steam, steam The turbine 230 rotates by receiving the superheated steam generated by the boiler 220 , and the generator 250 generates electricity by the rotational force of the steam turbine 230 . At this time, the condenser 240 condenses the exhaust steam discharged from the outlet of the steam turbine 230 and changes it into water.

발전 제어부(140)는 발전부(110)의 출력이 전력계통에 연결되도록 스위칭부(130)의 연결을 스위칭 제어한다(S620).The power generation control unit 140 switches and controls the connection of the switching unit 130 so that the output of the power generation unit 110 is connected to the power system (S620).

스위칭부(130)는 발전부(110)의 출력을 스위칭하여 전력계통에 연결한다(S622).The switching unit 130 switches the output of the power generation unit 110 and connects it to the power system (S622).

즉, 스위칭부(130)는 발전부(110)의 출력을 제1 스위칭 소자(310)를 통해 전력 계통에 연결하고, 발전부(110)에서 출력된 고전압 전력의 전압 크기를 상치환 변압기(320)를 통해 낮은 전압으로 조정한 후, 낮은 전압의 교류 전력을 AC-DC 컨버터(330)를 통해 직류로 변환한 후 메인 버스(350)를 통해 전력 계통에 전달한다.That is, the switching unit 130 connects the output of the power generation unit 110 to the power system through the first switching element 310 , and converts the voltage level of the high voltage power output from the power generation unit 110 to the phase-exchange transformer 320 . ) to a low voltage, the low voltage AC power is converted into DC through the AC-DC converter 330 , and then transferred to the power system through the main bus 350 .

발전량 검출부(120)는 발전부(110)의 발전량을 검출한다(S630).The generation amount detection unit 120 detects the generation amount of the generation unit 110 (S630).

발전 제어부(140)는 발전부(110)의 발전량이 일정 이상인지를 판단한다(S640).The power generation control unit 140 determines whether the amount of power generated by the power generation unit 110 is equal to or greater than a certain level (S640).

즉, 발전 제어부(140)는, 동기 모드(SYNCH MODE)가 오토 모드(Auto Mode)이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 발전량 검출부(120)를 통해 검출되는 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단할 수 있다.That is, the power generation control unit 140, the synchronous mode (SYNCH MODE) is the auto mode (Auto Mode), the turbine power generation state (TBN / GEN STATUS) is a reset online (Reset And Online) state, the generation amount detection unit 120 It can be determined whether the amount of power generated by the power generation unit detected through the above 3 megawatts (MW) is exceeded.

발전 제어부(140)는 발전부(110)의 발전량이 일정 이상이면, 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 설정한다(S650).When the power generation amount of the power generation unit 110 is equal to or greater than a certain level, the power generation control unit 140 sets an initial load including a load rate and a load target ( S650 ).

즉, 발전 제어부(140)는 발전부(110)의 출력이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 터빈 모드(Turbine Mode)를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분) 로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정할 수 있다.That is, the power generation control unit 140 sets the turbine mode to megawatts (MW) when the output of the power generation unit 110 exceeds 3 megawatts (MW), and sets the load factor to 10% (60 MW/min). ), and the target load can be set to 50MW.

발전 제어부(140)는 발전부(110)의 발전량이 목표 부하에 이르기까지 증기 터빈(230)이 회전되도록 발전부(110)의 발전 동작을 제어한다(S660).The power generation control unit 140 controls the power generation operation of the power generation unit 110 so that the steam turbine 230 rotates until the amount of power generation of the power generation unit 110 reaches a target load (S660).

따라서, 발전부(110)는 증기 터빈(230)의 회전에 의해 전기를 생성하여 전력계통에 공급하고, 전력 계통은 발전부(110)로부터 인가된 전력을 거래용 부하(441) 또는 가정용 부하(442)에 의해 소비하게 된다.Therefore, the power generation unit 110 generates electricity by the rotation of the steam turbine 230 and supplies it to the power system, and the power system supplies the power applied from the power generation unit 110 to a transaction load 441 or a household load ( 442).

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 제어 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.7 is a configuration diagram schematically showing the internal configuration of the generator control device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 발전기 제어 장치(700)는, 입력부(710), 출력부(720), 마이크로 프로세서(730), 발전기 연결부(740), 스위칭부 연결부(750) 및 검출부 연결부(760)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the generator control device 700 according to the present invention includes an input unit 710 , an output unit 720 , a microprocessor 730 , a generator connection unit 740 , a switching unit connection unit 750 , and a detection unit connection unit. (760).

본 발명에 따른 발전기 제어 장치(700)는 컴퓨터 단말기 형태로 구현할 수 있으며, 서버 컴퓨터 등과 같이 대용량 처리 컴퓨터로도 구현할 수 있다.The generator control device 700 according to the present invention may be implemented in the form of a computer terminal, and may also be implemented as a large-capacity processing computer such as a server computer.

입력부(710)는 발전기의 제어에 필요한 명령이나 데이터를 입력받는다.The input unit 710 receives a command or data necessary for controlling the generator.

출력부(720)는 발전기 및 스위칭부의 제어 상황을 화면 상에 출력하거나, 발전부의 발전량과 입력부를 통한 입력 현황 및 마이크로 프로세서의 제어 처리 현황을 화면 또는 음성으로 출력할 수 있다.The output unit 720 may output the control status of the generator and the switching unit on the screen, or output the power generation amount of the power generation unit, the input status through the input unit, and the control processing status of the microprocessor as a screen or voice.

마이크로 프로세서(730)는 발전부의 출력이 전력 계통에 연결되도록 스위칭 제어하고, 발전부의 발전량이 일정 이상이면 도 8에 도시된 바와 같이 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 자동으로 설정한다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발전기 전력계통 연결 시 초기 부하를 제어하는 화면을 나타낸 도면이다.The microprocessor 730 performs switching control so that the output of the power generation unit is connected to the power system, and when the generation amount of the power generation unit is above a certain level, an initial load including a load rate and a target load as shown in FIG. 8 . is set automatically. 8 is a diagram illustrating a screen for controlling an initial load when a generator power system is connected according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 마이크로 프로세서(730)는 동기 모드(SYNCH MODE)가 오토 모드(Auto Mode)이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 발전량 검출부(120)를 통해 검출되는 발전부(110)의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단한다.As shown in Figure 8, the microprocessor 730 has a synchronous mode (SYNCH MODE) is an auto mode (Auto Mode), the turbine power generation state (TBN / GEN STATUS) is a reset online (Reset And Online) state, the amount of power generation It is determined whether the amount of power generated by the power generation unit 110 detected through the detection unit 120 exceeds 3 megawatts (MW).

이어, 마이크로 프로세서(730)는, 발전부(110)의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 터빈 모드(Turbine Mode)를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정할 수 있다.Then, the microprocessor 730, when the power generation amount of the power generation unit 110 exceeds 3 megawatts (MW), as shown in FIG. 8, the turbine mode (Turbine Mode) is set to megawatts (MW) and , the load factor is set to 10% (60 MW/min), and the target load can be set to 50 MW.

따라서, 마이크로 프로세서(730)는 발전부(110)의 발전량이 목표 부하에 이르기까지 증기 터빈(230)의 회전력을 이용하여 발전부(110)의 발전 동작을 제어할 수 있다. 즉, 마이크로 프로세서(730)는 설정된 부하율 및 목표 부하를 달성할 수 있는 전력이 생성되도록 증기 터빈(230)의 회전수를 제어한다.Accordingly, the microprocessor 730 may control the power generation operation of the power generation unit 110 by using the rotational force of the steam turbine 230 until the amount of power generation of the power generation unit 110 reaches a target load. That is, the microprocessor 730 controls the rotation speed of the steam turbine 230 to generate power capable of achieving the set load factor and target load.

발전기 연결부(740)는 발전기 제어 장치(700)를 발전기(250)와 연결한다.The generator connection unit 740 connects the generator control device 700 to the generator 250 .

스위칭부 연결부(750)는 발전기 제어 장치(700)를 스위칭부(130)와 연결한다.The switching unit connection unit 750 connects the generator control device 700 to the switching unit 130 .

검출부 연결부(760)는 발전기 제어 장치(700)를 발전량 검출부(120)와 연결한다.The detection unit connection unit 760 connects the generator control device 700 to the generation amount detection unit 120 .

전술한 구성의 발전기 제어 장치(700)는, 발전기(250)의 초기 동작 시에 증기 터빈(230)이 3,600 rpm 속도로 승속하고, 검출부 연결부(760)를 통해 발전량 검출부(120)로부터 인가된 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하면 도 8에 도시된 바와 같이 터빈 모드를 메가와트(MW)로 자동 선택하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정한 후 이를 달성하도록 증기 터빈(230)의 회전을 제어한다.In the generator control device 700 having the above configuration, the steam turbine 230 increases the speed to 3,600 rpm during the initial operation of the generator 250 , and the amount of power applied from the generation amount detection unit 120 through the detection unit connection unit 760 . When this 3 megawatt (MW) is exceeded, the turbine mode is automatically selected as megawatt (MW) as shown in Fig. 8, the load factor is set to 10% (60 MW/min), and the target load is set to 50 MW. Then control the rotation of the steam turbine 230 to achieve this.

또한, 발전기 제어 장치(700)는 분산형 전원(300)이 전력계통으로부터 탈락되거나 탈락될 위험이 있을 때의 전력계통이 정상 상태의 전력계통보다 불안정하므로, 입력부(710)를 통해 전력계통의 불안정성에 따라 전력계통의 안정화를 위한 제어논리를 다르게 할 수 있다. 즉, 마이크로 프로세서(730)는 입력부(710)를 통해 전력계통에 연계되는 분산형 전원의 독립 운전 정보를 입력받고, 독립 운정 정보에 따라 유효전력 제어값 및 무효전력 제어값을 전력계통의 안정화에 활용할 수 있다. 이에 따라, 전력변환장치(400)는 분산형 전원의 출력변동에 따른 전력계통의 불안정성을 감소시킬 수 있다. In addition, in the generator control device 700, the power system when the distributed power source 300 is dropped from the power system or there is a risk of being dropped from the power system is more unstable than the power system in a normal state, so the instability of the power system through the input unit 710 The control logic for stabilization of the power system can be different according to this. That is, the microprocessor 730 receives the independent operation information of the distributed power supply linked to the power system through the input unit 710, and applies the active power control value and the reactive power control value to the stabilization of the power system according to the independent operation information. can be utilized Accordingly, the power conversion device 400 can reduce the instability of the power system according to the output fluctuation of the distributed power source.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 터빈 발전기에서 생성되는 전기를 전력 계통에 연결할 때 운전원의 조작이 없이도 분산 제어 시스템(DCS)의 제어 로직을 통해 발전기의 출력을 검출하여 부하율(Load Rate)과 목표 부하(Load Target)를 자동으로 설정해 초기 부하를 제어함으로써 전력 계통과 안정적으로 연결할 수 있도록 하는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법 및 시스템을 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, when the electricity generated from the turbine generator is connected to the power system, the output of the generator is detected through the control logic of the distributed control system (DCS) without the operator's operation to determine the load rate and target By automatically setting the load target and controlling the initial load, it is possible to realize a method and system for controlling the initial load of the generator power system, which enables stable connection with the power system.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of

100: 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템
110: 발전부 120: 발전량 검출부
130: 스위칭부 140: 발전 제어부
210: 급수 펌프 220: 보일러
230: 증기 터빈 240: 복수기
250: 발전기 310: 제1 스위칭 소자
320: 상치환 변압기 330: AC-DC 컨버터
340: 버스 스위치 350: 메인 버스
300: 분산형 전원 400: 전력변환장치
401: PLC 402: 인버터
403: 컨버터 410: 주상 변압기
420: 계기용 변압기 431: 가정용부하 출구
432: 거래용부하 출구 433: 전력변환장치 출구
441: 거래용 부하 442: 가정용 부하
500: 배터리 510: 제2 스위칭 소자
520: DC-AC 컨버터 530: 부하부
600: EMS 700: 발전기 제어 장치
740: 발전기 연결부 750: 스위칭부 연결부
760: 검출부 연결부 710: 입력부
730: 마이크로 프로세서 720: 출력부
100: generator power system connection initial load control system
110: power generation unit 120: generation amount detection unit
130: switching unit 140: power generation control unit
210: feed water pump 220: boiler
230: steam turbine 240: condenser
250: generator 310: first switching element
320: phase exchange transformer 330: AC-DC converter
340: bus switch 350: main bus
300: distributed power 400: power converter
401: PLC 402: inverter
403: converter 410: pole transformer
420: instrument transformer 431: household load outlet
432: transaction load exit 433: power converter exit
441: transaction load 442: household load
500: battery 510: second switching element
520: DC-AC converter 530: load part
600: EMS 700: generator control unit
740: generator connection 750: switching connection connection
760: detection unit connection unit 710: input unit
730: microprocessor 720: output unit

Claims (18)

증기 터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 발전부;
상기 발전부의 발전량을 검출하는 발전량 검출부;
상기 발전부의 출력을 스위칭하여 전력 계통에 연결하는 스위칭부; 및
상기 발전부의 출력이 전력 계통에 연결되도록 스위칭 제어하고, 상기 발전부의 발전량이 일정 이상이면 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 자동으로 설정한 후 상기 목표 부하에 이르기까지 상기 발전부의 발전을 제어하는 발전 제어부;
를 포함하고,
상기 발전 제어부는, 동기 모드(SYNCH MODE)가 오토 모드(Auto Mode)이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 상기 발전량 검출부를 통해 검출되는 상기 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단하고, 상기 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 터빈 모드(Turbine Mode)를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정한 후 상기 목표 부하에 이르기까지 상기 발전부의 발전을 제어하는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
a power generation unit for generating electricity using the rotational force of the steam turbine;
a power generation amount detection unit detecting the generation amount of the power generation unit;
a switching unit for switching the output of the power generation unit and connecting to a power system; and
Switching is controlled so that the output of the power generation unit is connected to the power system, and when the power generation amount of the power generation unit is above a certain level, an initial load including a load rate and a load target is automatically set, and then the target load is reached a power generation control unit to control the power generation of the power generation unit;
including,
The power generation control unit, the synchronous mode (SYNCH MODE) is the auto mode (Auto Mode), the turbine power generation state (TBN / GEN STATUS) in a reset online (Reset And Online) state, the power generation unit detected through the power generation amount detection unit It is determined whether the generation amount exceeds 3 megawatts (MW), and when the generation amount of the power generation unit exceeds 3 megawatts (MW), the turbine mode is set to megawatts (MW), and the load factor is set to 10% ( 60 MW/min), and after setting the target load to 50 MW, the generator power system connection initial load control system for controlling the generation of the power generation unit until the target load is reached.
제 1 항에 있어서,
상기 발전 제어부는, 분산 제어 시스템(DCS: Distributed Control System)을 포함하는 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
The method of claim 1,
The power generation control unit, a distributed control system (DCS: Distributed Control System) including a generator power system connection initial load control system.
제 1 항에 있어서,
상기 발전부는,
냉각수를 공급하는 급수 펌프(Feed Pump);
상기 급수 펌프로부터 공급받은 냉각수에 열을 가하여 과열증기를 발생시키는 보일러;
상기 보일러에서 발생된 과열증기를 전달받아 회전하는 상기 증기 터빈;
상기 증기 터빈의 출구에서 배출된 배기 증기를 응축시켜 물로 변화시키는 복수기;
상기 증기 터빈의 회전력에 의해 전기를 발생시키는 발전기;
를 포함하는 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
The method of claim 1,
The power generation unit,
a feed pump for supplying cooling water;
a boiler for generating superheated steam by applying heat to the cooling water supplied from the feed water pump;
The steam turbine rotates by receiving the superheated steam generated by the boiler;
a condenser for condensing the exhaust steam discharged from the outlet of the steam turbine and converting it into water;
a generator generating electricity by the rotational force of the steam turbine;
A generator power system connection initial load control system comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 스위칭부는,
상기 발전부의 출력을 상기 전력 계통에 연결하는 제1 스위칭 소자;
상기 발전부에서 출력된 고전압 전력의 전압 크기를 상기 고전압 전력의 전압보다 낮은 전압으로 조정하는 상치환 변압기; 및
상기 상치환 변압기에서 조정된 전압의 교류 전력을 직류로 변환하는 AC-DC 컨버터;
를 포함하는 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
The method of claim 1,
The switching unit,
a first switching element connecting the output of the power generation unit to the power system;
a phase change transformer for adjusting the voltage level of the high voltage power output from the power generation unit to a voltage lower than the voltage of the high voltage power; and
an AC-DC converter converting AC power of the voltage adjusted by the phase-exchange transformer into DC;
A generator power system connection initial load control system comprising a.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 스위칭 소자는, SSCB(solid state circuit breaker), 기계적 스위칭 소자(AC Circuit Breaker), 전자적 스위칭 소자 중 하나인 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
The first switching element, SSCB (solid state circuit breaker), mechanical switching element (AC Circuit Breaker), the generator power system connection initial load control system which is one of the electronic switching element.
제 1 항에 있어서,
상기 전력 계통은, 전력변환장치, 분산형 전원, 배터리 및 EMS(Energy Management System)을 포함하는 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
The method of claim 1,
The power system, a power converter, a distributed power source, a battery, and an initial load control system connected to the generator power system including an EMS (Energy Management System).
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 전력 계통은,
상기 스위칭부로부터 직류 전력을 인가받는 메인 버스;
상기 인가받은 직류 전력을 스위칭하는 제2 스위칭 소자;
상기 인가받은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC-AC 컨버터; 및
상기 교류 전력을 소모하는 부하부;
를 포함하는 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
The method of claim 1,
The power system is
a main bus receiving DC power from the switching unit;
a second switching element for switching the applied DC power;
a DC-AC converter converting the applied DC power into AC power; and
a load unit consuming the AC power;
A generator power system connection initial load control system comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 전력계통은, 주상 변압기, 계기용 변압기, 가정용부하 출구, 거래용부하 출구 및 전력변환장치 출구를 포함하고, 거래용 부하 및 가정용 부하에 연결되는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 시스템.
The method of claim 1,
The power system includes a pole transformer, an instrument transformer, a household load outlet, a transaction load outlet and a power converter outlet, and is connected to the transaction load and the household load, the generator power system connection initial load control system.
발전부와 검출부, 스위칭부 및 발전 제어부를 포함하는 시스템의 발전기 전력계통 연결 초기 부하 제어 방법으로서,
(a) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전을 제어하는 단계;
(b) 상기 발전부가 증기 터빈의 회전력을 이용하여 전기를 생산하는 단계;
(c) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 출력이 전력계통에 연결되도록 상기 스위칭부의 연결을 스위칭 제어하는 단계;
(d) 상기 스위칭부가 상기 발전부의 출력을 스위칭하여 상기 전력 계통에 연결하는 단계;
(e) 상기 검출부가 상기 발전부의 발전량을 검출하는 단계;
(f) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전량이 일정 이상인지를 판단하는 단계; 및
(g) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전량이 일정 이상이면, 부하율(Load Rate) 및 목표 부하(Load Target)를 포함하는 초기 부하를 설정하는 단계;
를 포함하고,
상기 (f) 단계에서 상기 발전 제어부는, 동기 모드(SYNCH MODE)가 오토 모드(Auto Mode)이고, 터빈 발전 상태(TBN/GEN STATUS)가 리셋 온라인(Reset And Online) 상태에서, 상기 검출부를 통해 검출되는 상기 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하는지를 판단하고, 상기 발전부의 발전량이 3 메가와트(MW)를 초과하면, 터빈 모드(Turbine Mode)를 메가와트(MW)로 설정하고, 부하율을 10%(60MW/분)로 설정하며, 목표 부하를 50MW로 설정하는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법.
A generator power system connection initial load control method of a system including a power generation unit and a detection unit, a switching unit and a power generation control unit,
(a) the power generation control unit controlling the power generation of the power generation unit;
(b) generating electricity by the power generation unit using the rotational force of the steam turbine;
(c) controlling, by the power generation control unit, the connection of the switching unit so that the output of the power generation unit is connected to the power system;
(d) connecting the switching unit to the power system by switching the output of the power generation unit;
(e) detecting, by the detection unit, the amount of power generation of the power generation unit;
(f) determining, by the power generation control unit, whether the generation amount of the power generation unit is equal to or greater than a certain level; and
(g) setting, by the power generation control unit, an initial load including a load rate and a target load when the power generation amount of the power generation unit is greater than or equal to a certain level;
including,
In the step (f), the power generation control unit, the synchronous mode (SYNCH MODE) is the auto mode (Auto Mode), the turbine power generation state (TBN / GEN STATUS) in a reset online (Reset And Online) state, through the detection unit It is determined whether the power generation amount of the power generation unit to be detected exceeds 3 megawatts (MW), and when the generation amount of the power generation unit exceeds 3 megawatts (MW), the turbine mode is set to megawatts (MW), A method of controlling the initial load of a generator power system connection by setting the load factor to 10% (60 MW/min) and setting the target load to 50 MW.
제 11 항에 있어서,
(h) 상기 발전 제어부가 상기 발전부의 발전을 목표 부하에 이르기까지 제어하는 단계;
를 더 포함하는, 발전기 전력계통 연결 초기부하 제어 방법.
12. The method of claim 11,
(h) controlling, by the power generation control unit, power generation of the power generation unit to reach a target load;
Further comprising, generator power system connection initial load control method.
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