KR102302915B1 - Load shedding apparatus using voltage stability index - Google Patents

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Abstract

전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 송전선로에 대한 감시정보를 검출하는 검출부; 감시정보를 이용하여 선로정수표를 작성하고, 선로정수표를 토대로 테브난 등가 회로를 구성한 후, 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 전압안정도 지수를 계산하는 연산부; 연산부에 의해 계산된 전압안정도 지수와 송전선로의 유효전력 및 전압을 토대로 부하차단 여부를 판단하는 판단 모듈; 및 판단 모듈의 판단 결과에 따라 부하를 차단하는 부하 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A load breaking device and method using a voltage stability index are disclosed. A load cutoff device using the voltage stability index of the present invention includes: a detector for detecting monitoring information on a transmission line; an arithmetic unit for creating a line constant table using the monitoring information, constructing the Thevenin equivalent circuit based on the line constant table, and calculating the voltage stability index based on the complex power ratio using the Thevenin equivalent circuit; a determination module for determining whether to cut off a load based on the voltage stability index calculated by the operation unit and the active power and voltage of the transmission line; and a load breaker configured to cut off the load according to the determination result of the determination module.

Description

전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치{LOAD SHEDDING APPARATUS USING VOLTAGE STABILITY INDEX}Load breaker using voltage stability index {LOAD SHEDDING APPARATUS USING VOLTAGE STABILITY INDEX}

본 발명은 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 실시간 등가 전력망을 구성하여 등가 전력망의 복소전력의 송전 한계와 그 비율산정을 통한 전압안정도 지수를 계산하고 이를 기초로 부하를 차단하여 전압안정도를 유지할 수 있도록 한, 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a load breaker device utilizing a voltage stability index, and more particularly, by configuring a real-time equivalent power grid to calculate the voltage stability index through the calculation of the transmission limit of complex power of the equivalent power grid and the ratio thereof, and based on this It relates to a load cut-off device using a voltage stability index that cuts off a load to maintain voltage stability.

안정적인 전력망 운영을 위해서 전력망 계획자와 운영자는 발전설비, 송변전설비, 배전설비에 이르기까지 전체 전력망의 구성과 운영방법을 체계적으로 계획, 설계한다. 계획단계에서 많은 검토와 보완이 이루어지더라도 다양한 불확실성에 의해 실제 운영단계에서 안정적인 전력망 운영은 많은 어려움을 겪게 된다. 전력수요의 불확실성, 재생 에너지의 변동성과 예측의 어려움, 다양한 전력설비의 고장발생 등이 전력망의 안정운영의 불안요소로 작용한다. 따라서 전력망 운영자는 현재의 전력망 상태를 정확히 파악하고, 사전에 고려하지 못했던 불안요소의 발생에도 적절한 대응을 통해 전력망이 항시 안정적으로 운영되고 대규모 정전을 미연에 방지할 수 있도록 한다.For stable power grid operation, power grid planners and operators systematically plan and design the configuration and operation method of the entire power grid from power generation facilities, transmission and substation facilities, and distribution facilities. Even if many reviews and supplements are made in the planning stage, stable operation of the power grid in the actual operation stage is difficult due to various uncertainties. Uncertainty in power demand, volatility and difficulty in predicting renewable energy, and failure of various power facilities act as unsafe factors for the stable operation of the power grid. Therefore, the power grid operator accurately grasps the current power grid status and takes appropriate responses to the occurrence of unsafe factors that were not considered in advance so that the power grid can be operated stably at all times and large-scale blackouts can be prevented in advance.

이러한 이유로 다양한 형태의 안정도 감시와 대응 방안에 대한 연구개발이 진행되었으며, 전력망의 전압수준 유지를 위한 전압안정도 감시 및 향상을 다양한 시도 역시 진행되었다. For this reason, research and development on various types of stability monitoring and countermeasures have been conducted, and various attempts have been made to monitor and improve voltage stability to maintain the voltage level of the power grid.

전력망에 있어서 수요단과 발전단이 원거리에 떨어져 위치할 경우, 발전단의 전력이 수요단으로 공급되는 과정에서 무효전력 소비에 따른 전압안정도 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 이유로 주요 공급선로 중 일부가 고장 등에 의해 소실될 경우 전체 전력망의 안정운영에 문제가 발생하게 된다. When the demand end and the power generation end are located far apart in the power grid, a voltage stability problem may occur due to reactive power consumption while the power of the power generation end is supplied to the demand end. For this reason, if some of the main supply lines are lost due to failure, etc., a problem occurs in the stable operation of the entire power grid.

이에 대비하여 복수 개의 주요선로와 변전소를 선정하고 상시 조류량과 전압을 감시하여 미리 선정된 조건에 충족될 경우 전력망의 전압안정도를 유지하기 위하여 부하를 차단하는 고장파급방지 장치가 설치 운영되고 있다. In preparation for this, a fault ripple prevention device that cuts off the load is installed and operated to maintain voltage stability of the power grid when a pre-selected condition is met by selecting a plurality of main lines and substations and monitoring the flow rate and voltage at all times.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2008-0057868호(2008.06.25)의 '전압안정도 평가 및 예측 방법'에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in 'Voltage stability evaluation and prediction method' of Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2008-0057868 (June 25, 2008).

종래의 임피던스 비교에 의한 실시간 전압안정도 지수는 지수의 항등성(Constancy)을 보장할 수 없다. 즉, 서로 다른 전력망의 운전조건에서 전압안정도를 비교할 수 없을 뿐만 아니라, 전력망 운영시 적정한 조치가 요구되는 운전한계(임계점)를 명확하게 설정하기 어려움이 존재한다.The real-time voltage stability index by the conventional impedance comparison cannot guarantee the index constancy. That is, it is not possible to compare voltage stability under different operating conditions of power grids, and it is difficult to clearly set the operating limit (threshold point) that requires appropriate measures when operating the power grid.

또한, 종래의 전압안정도 지수는 임피던스 비율의 형태로 전력수급 상황에 대해서 비선형적인 관계를 갖고 있다. 즉, 전압안정도 측면에서 전력망 운영 여유를 운전원이 현재의 안정도 지수를 통해 직관적으로 파악하기 어렵다. In addition, the conventional voltage stability index has a non-linear relationship to the power supply and demand situation in the form of an impedance ratio. In other words, in terms of voltage stability, it is difficult for an operator to intuitively grasp the power grid operation margin through the current stability index.

또한, 기존의 전압안정도 지수는 전력망의 운전 한계점 인근에서 급격히 증가하는 특징을 갖고 있기 때문에, 전력망을 한계점 근처에서 운전하는 경우, 운전원이 적정한 조치를 취할 시간적, 기술적 여유를 확보하기 어렵다. In addition, since the existing voltage stability index has a characteristic of rapidly increasing near the operating threshold of the power grid, it is difficult to secure time and technical margin for the operator to take appropriate measures when the power grid is operated near the threshold.

결과적으로 기존의 전압안정도 지수는 상기와 같은 문제점을 갖고 있기 때문에, 운전원이 안정도 지수 이외에도 추가적인 전력설비의 동작상태 등을 확인할 필요가 있다.As a result, since the existing voltage stability index has the above problems, it is necessary for the operator to check the operation state of additional power facilities in addition to the stability index.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 실시간 등가 전력망을 구성하여 등가 전력망의 복소전력의 송전 한계와 그 비율산정을 통한 전압안정도 지수를 계산하고 이를 기초로 부하를 차단하여 전압안정도를 유지할 수 있도록 한, 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치를 제공하는 데 있다. The present invention was devised to improve the above problems, and an object according to an aspect of the present invention is to configure a real-time equivalent power grid to calculate the voltage stability index through the calculation of the transmission limit of complex power of the equivalent power grid and its ratio, and An object of the present invention is to provide a load breaker using the voltage stability index, which is capable of maintaining voltage stability by blocking the load on the basis of it.

본 발명의 일 측면에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 송전선로에 대한 감시정보를 검출하는 검출부; 및 상기 감시정보를 이용하여 선로정수표를 작성하고, 상기 선로정수표를 토대로 테브난 등가 회로를 구성한 후, 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 전압안정도 지수를 계산하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A load shedding device using a voltage stability index according to an aspect of the present invention includes: a detection unit for detecting monitoring information on a power transmission line; and a calculation unit for creating a line constant table using the monitoring information, constructing a Thevenin equivalent circuit based on the line constant table, and calculating the voltage stability index based on the complex power ratio using the Thevenin equivalent circuit do.

본 발명의 상기 감시정보는 상기 송전선로의 전압, 전류 및 위상각을 포함하는 것을 특징으로 한다.The monitoring information of the present invention is characterized in that it includes the voltage, current and phase angle of the transmission line.

본 발명의 상기 연산부는 상기 송전선로의 전압, 전류 및 위상각의 유무에 따라 상기 선로정수표를 작성하고 상기 선로정수표를 이용하여 상기 테브난 등가 회로를 구성하는 회로 구성부; 및 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 상기 전압안정도 지수를 계산하는 전압안정도 지수 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The calculation unit of the present invention comprises: a circuit configuration unit for creating the line constant table according to the presence or absence of voltage, current and phase angle of the transmission line and configuring the Thevenin equivalent circuit using the line constant table; and a voltage stability index calculator for calculating the voltage stability index based on a complex power ratio using the Thevenin equivalent circuit.

본 발명의 상기 회로 구성부는 상기 송전선로가 상기 검출부에 의해 실시간 감시가 가능한 송전선로이면 검출된 전압, 전류 및 위상각으로 상기 선로정수표를 작성하는 것을 특징으로 한다.The circuit component of the present invention is characterized in that if the transmission line is a transmission line capable of real-time monitoring by the detection unit, the line constant table is created with the detected voltage, current and phase angle.

본 발명의 상기 전압안정도 지수 계산부는 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 기반의 송전용량을 산출하고, 최대전력 전달 조건을 이용하여 현재의 전력망에서 최대 전달 가능전력을 산출한 후, 상기 송전용량과 상기 최대 전달 가능전력을 이용하여 상기 전압안정도 지수를 계산하는 것을 특징으로 한다.The voltage stability index calculator of the present invention calculates the power transmission capacity based on complex power using the Thevenin equivalent circuit, calculates the maximum transmittable power in the current power grid using the maximum power transmission condition, and then calculates the power transmission capacity and It is characterized in that the voltage stability index is calculated using the maximum transmittable power.

본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 송전선로에 대한 감시정보를 검출하는 검출부; 상기 감시정보를 이용하여 선로정수표를 작성하고, 상기 선로정수표를 토대로 테브난 등가 회로를 구성한 후, 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 전압안정도 지수를 계산하는 연산부; 상기 연산부에 의해 계산된 상기 전압안정도 지수와 송전선로의 유효전력 및 전압을 토대로 부하차단 여부를 판단하는 판단 모듈; 및 상기 판단 모듈의 판단 결과에 따라 부하를 차단하는 부하 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A load shedding device using a voltage stability index according to an embodiment of the present invention includes: a detection unit for detecting monitoring information on a transmission line; a calculation unit for creating a line constant table using the monitoring information, constructing a Thevenin equivalent circuit based on the line constant table, and calculating a voltage stability index based on a complex power ratio using the Thevenin equivalent circuit; a determination module for determining whether to cut off a load based on the voltage stability index calculated by the calculating unit and the active power and voltage of the transmission line; and a load breaker configured to cut off the load according to the determination result of the determination module.

본 발명의 상기 감시정보는 상기 송전선로의 전압, 전류 및 위상각을 포함하는 것을 특징으로 한다.The monitoring information of the present invention is characterized in that it includes the voltage, current and phase angle of the transmission line.

본 발명의 상기 연산부는 상기 송전선로의 전압, 전류 및 위상각의 유무에 따라 상기 선로정수표를 작성하고 상기 선로정수표를 이용하여 상기 테브난 등가 회로를 구성하는 회로 구성부; 및 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 상기 전압안정도 지수를 계산하는 전압안정도 지수 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The calculation unit of the present invention comprises: a circuit configuration unit for creating the line constant table according to the presence or absence of voltage, current and phase angle of the transmission line and configuring the Thevenin equivalent circuit using the line constant table; and a voltage stability index calculator for calculating the voltage stability index based on a complex power ratio using the Thevenin equivalent circuit.

본 발명의 상기 회로 구성부는 상기 송전선로가 상기 검출부에 의해 실시간 감시가 가능한 송전선로이면 검출된 전압, 전류 및 위상각으로 상기 선로정수표를 작성하는 것을 특징으로 한다.The circuit component of the present invention is characterized in that if the transmission line is a transmission line capable of real-time monitoring by the detection unit, the line constant table is created with the detected voltage, current and phase angle.

본 발명의 상기 전압안정도 지수 계산부는 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 기반의 송전용량을 산출하고, 최대전력 전달 조건을 이용하여 현재의 전력망에서 최대 전달 가능전력을 산출한 후, 상기 송전용량과 상기 최대 전달 가능전력을 이용하여 상기 전압안정도 지수를 계산하는 것을 특징으로 한다.The voltage stability index calculator of the present invention calculates the power transmission capacity based on complex power using the Thevenin equivalent circuit, calculates the maximum transmittable power in the current power grid using the maximum power transmission condition, and then calculates the power transmission capacity and It is characterized in that the voltage stability index is calculated using the maximum transmittable power.

본 발명의 상기 판단 모듈은 상기 전압안정도 지수, 상기 송전선로의 유효전력 및 전압이 기 설정된 부하차단 조건을 만족하는지에 따라 부하차단 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.The determination module of the present invention is characterized in that it determines whether to cut off the load according to whether the voltage stability index, active power and voltage of the transmission line satisfy preset load shedding conditions.

본 발명의 상기 판단 모듈은 상기 전압안정도 지수와 기 설정된 전압안정도 지수 한계값을 비교하는 전압안정도 지수 판단부; 상기 송전선로의 유효전력의 총합과 기 설정된 유효전력 총합 한계값을 비교하는 유효전력 판단부; 상기 송전선로의 전압과 기 설정된 전압 한계값을 비교하는 전압 판단부; 및 상기 전압안정도 지수 판단부, 상기 유효전력 판단부, 및 상기 전압 판단부의 판단 결과에 따라 부하차단 여부를 판단하는 부하차단 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The determination module of the present invention comprises: a voltage stability index determination unit for comparing the voltage stability index with a preset voltage stability index limit value; an active power determination unit comparing the total of the active power of the transmission line with a preset active power sum limit value; a voltage determination unit comparing the voltage of the transmission line with a preset voltage limit value; and a load cutoff determination unit for determining whether to cut off a load according to a result of the determination of the voltage stability index determination unit, the active power determination unit, and the voltage determination unit.

본 발명의 상기 부하차단 판단부는 상기 전압안정도 지수가 상기 전압안정도 지수 한계값을 초과하고, 상기 송전선로의 유효전력의 총합이 상기 유효전력 총합 한계값을 초과하며, 상기 송전선로의 전압이 상기 전압 한계값을 초과하면 상기 부하차단부에 부하차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 한다.The load cut-off determination unit of the present invention, the voltage stability index exceeds the voltage stability index limit value, the sum of the active power of the transmission line exceeds the total active power limit value, the voltage of the transmission line is the voltage When the limit value is exceeded, it is characterized in that the load cutoff signal is transmitted to the load cutoff unit.

본 발명은 상기 판단 모듈의 판단 결과 및 상기 부하 차단부의 부하차단 결과를 출력하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention further comprises a display unit for outputting the determination result of the determination module and the load shedding result of the load shedding unit.

본 발명의 일 측면에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 실시간 등가 전력망을 구성하여 등가 전력망의 복소전력의 송전 한계와 그 비율산정을 통한 전압안정도 지수를 계산하고 이를 기초로 부하를 차단할 수 있도록 하여 전압안정도를 유지할 수 있도록 한다. The load blocking device using the voltage stability index according to an aspect of the present invention configures a real-time equivalent power grid, calculates the voltage stability index through the calculation of the transmission limit of complex power of the equivalent power grid and its ratio, and cuts off the load based on this. to maintain voltage stability.

본 발명의 다른 측면에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 전압안정도 지수의 선형적인 특징으로 인하여 전압안정도의 상태에 대한 정보를 운전원에게 직관적으로 제공할 수 있고, 운전원이 현재 상태에서 전력망의 전압안정도 수준을 상대적으로 정확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 단기간의 전압불안정에 대비한 효과적인 부하 차단이 가능하도록 한다. The load cutoff device using the voltage stability index according to another aspect of the present invention can intuitively provide information on the state of voltage stability to the operator due to the linear characteristic of the voltage stability index, and the operator can use the power grid in the current state. It not only can determine the level of voltage stability relatively accurately, but also enables effective load blocking in case of short-term voltage instability.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 전력설비의 과투자 등을 유발할 수 있는 전력망 운영 여유의 과도한 산정과 같이 전력망 계획시에 발생될 수 있는 문제점을 해소할 수 있고, 전력망 운영상의 경제성을 확보할 수 있도록 한다. The load cutoff device using the voltage stability index according to another aspect of the present invention can solve problems that may occur during power grid planning, such as excessive calculation of the grid operation margin that may cause overinvestment of power facilities, etc. , to ensure economic feasibility in the operation of the power grid.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망 상황에 따른 안정도 한계점 및 운전점 변화를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수 계산을 위한 등가 전력망을 도시한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시정보로 구성된 등가 전력망의 테브난 등가회로를 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수 계산 과정을 도시한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수의 다른 활용 예를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수의 또 다른 활용 예를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a load blocking device utilizing a voltage stability index according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a change in stability threshold and operating point according to the power grid situation according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an equivalent power grid for calculating a voltage stability index according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a Thevenan equivalent circuit of an equivalent power grid composed of monitoring information according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a voltage stability index calculation process according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing another application example of the voltage stability index according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing another application example of the voltage stability index according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다. Hereinafter, a load blocking device and method using a voltage stability index according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.The implementations described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), implementations of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, as an apparatus or program). The apparatus may be implemented in suitable hardware, software and firmware, and the like. A method may be implemented in an apparatus such as, for example, a processor, which generally refers to a computer, a microprocessor, a processing device, including an integrated circuit or programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants (“PDAs”) and other devices that facilitate communication of information between end-users.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망 상황에 따른 안정도 한계점 및 운전점 변화를 나타낸 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수 계산을 위한 등가 전력망을 도시한 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 감시정보로 구성된 등가 전력망의 테브난 등가회로를 도시한 도면이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수 계산 과정을 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a load cut-off device using a voltage stability index according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a change in stability threshold and operating point according to a power grid situation according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing an equivalent power grid for calculating the voltage stability index according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a Thevenan equivalent circuit of the equivalent power grid composed of monitoring information according to an embodiment of the present invention. It is a diagram, and FIG. 5 is a diagram illustrating a voltage stability index calculation process according to an embodiment of the present invention.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 검출부(10), 연산부(20), 판단 모듈(30), 부하 차단부(40) 및 표시부(50)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a load shedding device using a voltage stability index according to an embodiment of the present invention includes a detection unit 10 , a calculation unit 20 , a determination module 30 , a load shedding unit 40 and a display unit 50 . ) is included.

검출부(10)는 송전선로에 대한 감시정보를 실시간으로 검출한다. 검출부(10)로는 상기한 감시정보를 직접 측정하는 센서뿐만 아니라, 감시정보를 수집, 운영 및 관리하는 기타 전력관리 시스템이라면 모두 포함될 수 있다. The detection unit 10 detects monitoring information on the transmission line in real time. The detection unit 10 may include any other power management system that collects, operates, and manages monitoring information as well as a sensor that directly measures the monitoring information.

감시정보는 송전선로의 다수의 모선 또는 변전소 등에서 검출될 수 있으며, 감시정보의 검출 위치는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. The monitoring information may be detected in a plurality of busbars or substations of the transmission line, and the detection position of the monitoring information is not limited to the above-described embodiment.

감시정보에는 이들 모선 또는 변전소에서 검출되는 전압(V), 전류(I) 및 위상각(δ)이 포함될 수 있으며, 감시정보는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다. The monitoring information may include voltage (V), current (I), and phase angle (δ) detected in these busbars or substations, and the monitoring information is not limited to the above-described embodiment.

연산부(20)는 검출부(10)에 의해 검출된 감시정보를 이용하여 선로정수표를 작성하고, 선로정수표를 토대로 테브난 등가 회로를 구성한 후, 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 전압안정도 지수를 계산한다. 이러한 연산부(20)는 복소수의 피상전력 비율산정을 통해서 직접적인 전력망의 전력공급 능력으로 전압안정도 지수를 나타내어 전압안정도 지수의 정확성을 개선한다. The operation unit 20 creates a line constant table using the monitoring information detected by the detection unit 10, constructs a Thevenan equivalent circuit based on the line constant table, and then calculates the voltage stability index based on the complex power ratio using the Thevenan equivalent circuit. Calculate. This calculating unit 20 improves the accuracy of the voltage stability index by indicating the voltage stability index as the power supply capability of the direct power grid through the calculation of the apparent power ratio of the complex number.

즉, 실시간의 등가 송전용량 한계 및 비율산정을 통한 전압안정도 감시지수는 아래의 수학식 1과 같이 간략하게 표현할 수 있다.That is, the voltage stability monitoring index through real-time equivalent power transmission capacity limit and ratio calculation can be expressed simply as in Equation 1 below.

여기서, 수학식 2의 k는 수학식 1의 등가화된 부하 임피던스(

Figure 112019095392417-pat00001
)에 대한 나머지 관심 전력망의 테브난 등가 임피던스(
Figure 112019095392417-pat00002
)의 비율로 기존의 전압안정도 지수와 동일한 물리적인 의미를 갖는다. 산정된 전압안정도 지수에 대한 평가지수는 최대전력 전달 조건에 따라 수학식 3 및 4 와 같이 결정된다.Here, k in Equation 2 is the equivalent load impedance (
Figure 112019095392417-pat00001
) for the Thevenin equivalent impedance of the grid of interest (
Figure 112019095392417-pat00002
) has the same physical meaning as the existing voltage stability index. The evaluation index for the calculated voltage stability index is determined as in Equations 3 and 4 according to the maximum power transmission condition.

Figure 112019095392417-pat00003
Figure 112019095392417-pat00003

Figure 112019095392417-pat00004
Figure 112019095392417-pat00004

Figure 112019095392417-pat00005
Figure 112019095392417-pat00005

Figure 112019095392417-pat00006
Figure 112019095392417-pat00006

여기서, θ 및 φ는 도 4에서 나타나는 테브난 등가 임피던스(

Figure 112019095392417-pat00007
)와 부하 임피던스(
Figure 112019095392417-pat00008
)의 위상각이다. Here, θ and φ are Thevenin equivalent impedance (
Figure 112019095392417-pat00007
) and load impedance (
Figure 112019095392417-pat00008
) is the phase angle.

상기한 수학식 4에서 전압안정도 지수는 별도의 추가적인 데이터 없이 기존의 전압안정도 감시지수 산정시 취득되는 데이터만을 사용하여 계산할 수 있다. In Equation 4, the voltage stability index can be calculated using only data obtained when calculating the existing voltage stability monitoring index without additional data.

또한, 전압안정도 지수는 전력망의 안정도 여유 한계와 관련된 모든 변수를 고려하기 때문에, 서로 다른 전력망 상황에서도 동일한 수준의 전압안정도 여유를 나타내며 복소전력의 형태로 안정도 수준에 대하여 선형적인 관계를 갖는다.In addition, since the voltage stability index considers all variables related to the limit of the stability margin of the power grid, it shows the same level of voltage stability margin even in different power grid situations and has a linear relationship with the stability level in the form of complex power.

도 2 에는 기존 전압안정도 지수의 문제점을 해결하기 위해서 전력망의 상황에 따른 안정도 한계점과 운전점의 변화가 유/무효전력 평면상에서 도시된다. In FIG. 2, in order to solve the problem of the existing voltage stability index, the stability limit point and the change of the operating point according to the situation of the power grid are shown on the active/reactive power plane.

도 2 에서 점선은 각각 동일한 수준의 전압안정도 지수를 나타내며, 이때의 등전압안정도 지수 선으로부터 전압안정도 한계곡선까지의 거리 비율이 동일하기 때문에 항등성을 확보할 수 있다. 아울러, 전압안정도 지수의 간격이 각각 일정하게 형성되기 때문에 선형성도 확보된다. 따라서, 전력망의 운전원이 개선된 전압안정도 지수만을 확인함으로써, 전력망의 운전상태와 운전여유 등을 정확히 판단하고 단기 운영에 적절히 반영할 수 있다. 이를 통해 기존의 임피던스 기반의 전압안정도 감시지수를 복소전력의 비율을 사용한 감시지수로 대체한 부하차단 방식을 사용한다. 이하, 전압안정도 지수를 계산하는 과정을 구체적으로 설명한다. In FIG. 2 , the dotted lines indicate the voltage stability index of the same level, respectively, and since the ratio of the distance from the isovoltage stability index line to the voltage stability limit curve at this time is the same, identity can be secured. In addition, since the intervals of the voltage stability index are formed uniformly, linearity is also secured. Therefore, by checking only the improved voltage stability index by the operator of the power grid, it is possible to accurately determine the operating state and operating margin of the power grid and appropriately reflect it in short-term operation. Through this, the load blocking method that replaces the existing impedance-based voltage stability monitoring index with a monitoring index using the ratio of complex power is used. Hereinafter, the process of calculating the voltage stability index will be described in detail.

연산부(20)는 회로 구성부(21) 및 전압안정도 지수 계산부(22)를 포함한다.The calculation unit 20 includes a circuit configuration unit 21 and a voltage stability index calculation unit 22 .

회로 구성부(21)는 검출부(10)에 의해 검출된 감시정보를 이용하여 선로정수표를 작성하고, 선로정수표를 토대로 테브난 등가 회로를 구성한다. The circuit configuration unit 21 uses the monitoring information detected by the detection unit 10 to create a line constant table, and constructs a Thevenan equivalent circuit based on the line constant table.

이때, 회로 구성부(21)는 송전선로가 검출부(10)에 의해 실시간 감시가 가능한 송전선로이면 검출된 전압, 전류 및 위상각으로 선로정수표를 작성하고, 송전선로가 검출부(10)에 의해 실시간 감시가 불가능한 송전선로이면 기 취득된 전력망의 선로정수 정보를 이용하여 선로정수표를 작성한다. At this time, if the transmission line is a transmission line that can be monitored in real time by the detection unit 10 , the circuit configuration unit 21 creates a line constant table with the detected voltage, current and phase angle, and the transmission line is detected in real time by the detection unit 10 . If it is a transmission line that cannot be monitored, a line constant table is prepared using the previously acquired line constant information of the power grid.

회로 구성부(21)는 작성된 선로정수표를 통해 도 3 과 도 4 에 도시된 바와 같은 테브난 등가 회로를 구성한다. 도 3 에는 전압안정도 지수 계산을 위한 등가 전력망이 도시되고, 도 4 에는 감시정보로 구성된 등가 전력망의 테브난 등가 회로가 도시되었다. The circuit configuration unit 21 configures the Thevenan equivalent circuit as shown in FIGS. 3 and 4 through the prepared line constant table. 3 shows an equivalent power grid for calculating the voltage stability index, and FIG. 4 shows a Thevenan equivalent circuit of the equivalent power grid composed of monitoring information.

전압안정도 지수 계산부(22)는 회로 구성부(21)에 의해 구성된 테브난 등가 회로로부터 송전용량을 산출한다. 송전용량은 아래의 수학식 5 및 6을 통해 나타내어진다.The voltage stability index calculation unit 22 calculates the power transmission capacity from the Thevenin equivalent circuit constituted by the circuit configuration unit 21 . The power transmission capacity is expressed through Equations 5 and 6 below.

Figure 112019095392417-pat00009
Figure 112019095392417-pat00009

Figure 112019095392417-pat00010
Figure 112019095392417-pat00010

최대전력 전달 조건을 이용하여 현재의 전력망에서 최대 전달 가능전력

Figure 112019095392417-pat00011
(
Figure 112019095392417-pat00012
일 때 성립)의 크기는 아래의 수학식 7과 같이 정의된다.Maximum transmittable power in the current power grid using the maximum power transfer condition
Figure 112019095392417-pat00011
(
Figure 112019095392417-pat00012
) is defined as in Equation 7 below.

Figure 112019095392417-pat00013
Figure 112019095392417-pat00013

아래의 수학식 8 은 전압안정도 지수이며, 전압안정도 지수는 수학식 7의 최대전력 전달 한계량에 대해서 수식 6의 현재 송전중인 전력량의 비율로 정의한다. Equation 8 below is a voltage stability index, and the voltage stability index is defined as a ratio of the amount of power currently being transmitted in Equation 6 to the maximum power transmission limit of Equation 7 .

Figure 112019095392417-pat00014
Figure 112019095392417-pat00014

이때, 수학식 8로부터 임피던스 비율(

Figure 112019095392417-pat00015
)과 임피던스 위상각(
Figure 112019095392417-pat00016
)으로 표현하면 아래의 수학식 9와 같다.At this time, from Equation 8, the impedance ratio (
Figure 112019095392417-pat00015
) and the impedance phase angle (
Figure 112019095392417-pat00016
) is expressed as Equation 9 below.

Figure 112019095392417-pat00017
Figure 112019095392417-pat00017

결과적으로 개선된 전압안정도 지수는 최대전력 전달 조건에 따라 아래와 같은 조건을 만족한다.As a result, the improved voltage stability index satisfies the following conditions according to the maximum power transfer condition.

Figure 112019095392417-pat00018
Figure 112019095392417-pat00018

즉, 도 1 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 검출부(10)는 송전선로에 대한 감시정보, 예컨데 모선 또는 변전소에서 검출되는 전압(V), 전류(I) 및 위상각(δ)을 실시간으로 검출한다(S10). That is, as shown in FIGS. 1 and 5, the detection unit 10 detects monitoring information on the transmission line, for example, the voltage (V), the current (I) and the phase angle (δ) detected in the bus or substation in real time. is detected (S10).

검출부(10)에 의해 감시정보가 검출됨에 따라, 회로 구성부(21)는 이 감시정보를 이용하여 선로정수표를 작성(S20)한다. 이때, 회로 구성부(21)는 송전선로가 검출부(10)에 의해 실시간 감시가 가능한 송전선로이면 검출된 전압, 전류 및 위상각으로 선로정수표를 작성하고, 송전선로가 검출부(10)에 의해 실시간 감시가 불가능한 송전선로이면 기 취득된 전력망의 선로정수 정보를 이용하여 선로정수표를 작성한다. As the monitoring information is detected by the detection unit 10, the circuit configuration unit 21 creates a line constant table using the monitoring information (S20). At this time, if the transmission line is a transmission line that can be monitored in real time by the detection unit 10 , the circuit configuration unit 21 creates a line constant table with the detected voltage, current and phase angle, and the transmission line is detected in real time by the detection unit 10 . If it is a transmission line that cannot be monitored, a line constant table is prepared using the previously acquired line constant information of the power grid.

이어 회로 구성부(21)는 선로정수표를 토대로 테브난 등가 회로를 구성한다(S30). Then, the circuit configuration unit 21 configures the Thevenin equivalent circuit based on the line constant table (S30).

테브난 등가 회로가 구성됨에 따라, 전압안정도 지수 계산부(22)는 테브난 등가 회로의 주요 정수를 계산한다(S40). As the Thevenin equivalent circuit is configured, the voltage stability index calculation unit 22 calculates a major constant of the Thevenan equivalent circuit (S40).

즉, 전압안정도 지수 계산부(22)는 회로 구성부(21)에 의해 구성된 테브난 등가 회로로부터 송전용량을 계산하고, 최대전력 전달 조건을 이용하여 현재의 전력망에서 최대 전달 가능전력을 계산한다(S50).That is, the voltage stability index calculation unit 22 calculates the transmission capacity from the Thevenin equivalent circuit configured by the circuit component 21, and calculates the maximum transmittable power in the current power grid using the maximum power transfer condition (S50) ).

이어, 전압안정도 지수 계산부(22)는 이들 최대 전달 가능전력과 송전용량을 이용하여 전압안정도 지수를 계산한다(S50). 전압안정도 지수는 최대전력 전달 한계량에 대한 현재 송전중인 전력량의 비율로 정의된다.Next, the voltage stability index calculation unit 22 calculates the voltage stability index by using these maximum transmittable power and transmission capacity (S50). The voltage stability index is defined as the ratio of the amount of power currently being transmitted to the maximum power transfer limit.

판단 모듈(30)은 연산부(20)에 의해 계산된 전압안정도 지수와 송전선로의 유효전력 및 전압을 토대로 부하차단 여부를 판단한다. 이 경우, 판단 모듈(30)은 전압안정도 지수와 송전선로의 유효전력 및 전압이 기 설정된 부하차단 조건을 만족하는지를 통해 부하차단 여부를 판단한다. 여기서, 송전선로의 유효전력과 전압은 검출부(10)를 통해 검출될 수 있다. 부하차단 조건에 대해서는 후술한다.The determination module 30 determines whether to cut off the load based on the voltage stability index calculated by the operation unit 20 and the active power and voltage of the transmission line. In this case, the determination module 30 determines whether to cut off the load based on the voltage stability index and whether the active power and voltage of the transmission line satisfy preset load shedding conditions. Here, the active power and voltage of the transmission line may be detected through the detection unit 10 . The load cutoff condition will be described later.

판단 모듈(30)은 전압안정도 지수 판단부(31), 유효전력 판단부(32), 전압 판단부(33) 및 부하차단 판단부(34)를 포함한다. The determination module 30 includes a voltage stability index determination unit 31 , an active power determination unit 32 , a voltage determination unit 33 , and a load cutoff determination unit 34 .

전압안정도 지수 판단부(31)는 연산부(20)에 의해 계산된 전압안정도 지수와 기 설정된 전압안정도 지수 한계값을 비교하여 전압안정도 지수가 전압안정도 지수 한계값을 초과하는지를 판단한다. The voltage stability index determination unit 31 compares the voltage stability index calculated by the calculating unit 20 with a preset voltage stability index limit value to determine whether the voltage stability index exceeds the voltage stability index limit value.

이때, 전압안정도 지수 판단부(31)는 전압안정도 지수가 전압안정도 지수 한계값을 초과하면 '1'의 값을 출력하고, 전압안정도 지수가 전압안정도 지수 한계값 이하이면 '0'의 값을 출력할 수 있다. 전압안정도 지수 한계값은 전압안정도가 부하차단을 필요로 하는 Unstable 상태인지를 판단하는 기준이 되는 값이다. At this time, the voltage stability index determination unit 31 outputs a value of '1' if the voltage stability index exceeds the voltage stability index limit value, and outputs a value of '0' if the voltage stability index is below the voltage stability index limit value can do. The voltage stability index limit value is a standard value for judging whether the voltage stability is in an unstable state requiring a load cutoff.

유효전력 판단부(32)는 송전선로의 유효전력의 총합과 기 설정된 유효전력 총합 한계값을 비교하여 송전선로의 유효전력의 총합이 유효전력 총합 한계값을 초과하는지를 판단한다. The active power determination unit 32 compares the total active power of the transmission line with a preset active power sum limit value to determine whether the total active power of the transmission line exceeds the active power sum limit value.

이때, 유효전력 판단부(32)는 유효전력의 총합이 유효전력 총합 한계값을 초과하면 '1'의 값을 출력하고, 유효전력의 총합이 유효전력 총합 한계값 이하이면 '0'의 값을 출력한다. 유효전력 총합 한계값은 부하차단을 필요로 하는지를 판단하기 위한 기준이 되는 유효전력의 총합값이다. At this time, the active power determination unit 32 outputs a value of '1' if the sum of the active power exceeds the sum limit of the active power, and a value of '0' if the sum of the active power is less than or equal to the limit of the sum of the active power. print out The active power sum limit value is the total value of the active power, which is a standard for determining whether load interruption is required.

전압 판단부(33)는 송전선로, 예컨데, 관심노선의 전압과 기 설정된 전압 한계값을 비교하여 송전선로의 전압이 전압 한계값을 초과하는지를 판단한다. 이때, 전압 판단부(33)는 전압이 기 설정된 전압 한계값을 초과하면 '1'의 값을 출력하고, 전압이 전압 한계값 이하이면 '0'의 값을 출력한다. 전압 한계값은 부하차단을 필요로 하는지를 판단하기 위한 기준이 되는 관심노선의 전압값이다. The voltage determining unit 33 compares the voltage of the transmission line, for example, the line of interest, with a preset voltage threshold to determine whether the voltage of the transmission line exceeds the voltage threshold. At this time, the voltage determination unit 33 outputs a value of '1' when the voltage exceeds a preset voltage limit value, and outputs a value of '0' when the voltage is below the voltage limit value. The voltage limit value is the voltage value of the line of interest as a reference for determining whether load cutoff is required.

부하차단 판단부(34)는 전압안정도 지수 판단부(31), 유효전력 판단부(32), 및 전압 판단부(33)의 판단 결과에 따라 부하차단 여부를 판단한다. 이 경우, 부하차단 판단부(34)는 부하차단 조건을 만족하는지 여부, 즉 전압안정도 지수가 전압안정도 지수 한계값을 초과하고, 송전선로의 유효전력이 유효전력 한계값을 초과하며, 송전선로의 전압이 전압 한계값을 초과하면 부하차단을 위한 부하차단 신호를 부하 차단부(40)에 입력한다.The load cutoff determination unit 34 determines whether the load is cut off according to the determination results of the voltage stability index determination unit 31 , the active power determination unit 32 , and the voltage determination unit 33 . In this case, the load cutoff determination unit 34 determines whether the load cutoff condition is satisfied, that is, the voltage stability index exceeds the voltage stability index limit value, the active power of the transmission line exceeds the active power limit value, and the When the voltage exceeds the voltage limit value, a load cutoff signal for load cutoff is input to the load cutoff unit 40 .

예컨데, 부하차단 판단부(34)는 전압안정도 지수 판단부(31), 유효전력 판단부(32), 및 전압 판단부(33) 각각의 판단 결과를 AND 로직으로 구성함으로써, 전압안정도 지수 판단부(31), 유효전력 판단부(32), 및 전압 판단부(33)로부터 '1'의 값이 입력되면 부하차단 신호를 부하 차단부(40)에 입력한다. For example, the load cutoff determination unit 34 configures the determination result of each of the voltage stability index determination unit 31 , the active power determination unit 32 , and the voltage determination unit 33 as AND logic, thereby determining the voltage stability index determination unit 31 , when a value of '1' is input from the active power determining unit 32 and the voltage determining unit 33 , the load cutoff signal is input to the load cutoff unit 40 .

부하 차단부(40)는 부하차단 판단부(34)의 판단 결과에 따라 기 설정된 부하를 차단한다. 즉, 부하 차단부(40)는 부하차단 판단부(34)의 판단 결과 부하차단 판단부(34)로부터 부하차단 신호가 입력되면 부하를 차단한다. The load shedding unit 40 cuts off a preset load according to the determination result of the load shedding determination unit 34 . That is, the load cutoff unit 40 cuts off the load when a load cutoff signal is input from the load cutoff determination unit 34 as a result of the determination of the load cutoff determination unit 34 .

표시부(50)는 판단 모듈(30)의 판단 결과 및 부하 차단부(40)의 부하차단 결과를 출력한다. 즉, 표시부(50)는 검출부(10)에 의해 검출된 감시정보, 판단 모듈(30)의 부하차단 조건 판단 결과, 부하 차단부(40)의 부하차단 결과, 부하차단 조건의 기준이 되는 한계값(전압안정도 지수 한계값, 유효전력 한계값, 및 전압 한계값)을 표시하는데, 송전한계, 전압한계, 전압안정도 지수한계에 급접하면 전력망의 운전원에게 시각적 및 음향적 효과로 위험성에 대한 정보와 부하차단 결과에 대한 정보를 제공할 수 있다. The display unit 50 outputs the determination result of the determination module 30 and the load shedding result of the load shedding unit 40 . That is, the display unit 50 displays the monitoring information detected by the detection unit 10 , the load shedding condition determination result of the determination module 30 , the load shedding result of the load shedding unit 40 , and a threshold value that serves as a reference for the load shedding condition (voltage stability index limit value, active power limit value, and voltage limit value) are displayed. You can provide information about the blocking result.

본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수는 상기한 부하차단 이 외에도 다양한 분야에서 활용할 수 있다. The voltage stability index according to an embodiment of the present invention may be utilized in various fields other than the above-described load blocking.

도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수의 다른 활용 예를 나타낸 도면이고, 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수의 또 다른 활용 예를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating another application example of the voltage stability index according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing another application example of the voltage stability index according to an embodiment of the present invention.

전압안정도 지수는 전력망에서 등가의 송전용량 한계를 실시간으로 산정함으로써, 사후 고장이력 검토와 고장해석 장치 및 방법에 응용될 수 있다. The voltage stability index can be applied to the post-failure history review and failure analysis device and method by calculating the limit of the equivalent power transmission capacity in the power grid in real time.

도 6 을 참조하면, 주요 전력설비별 또는 변전소별 측정기반으로 감시되는 전력망에서 각 말단에 있는 부하는, 등가 송전용량 한계와 전압안정도를 실시간으로 계산하고, 주요 감시설비에서는 디지털 형태의 전력설비 동작상태 및 아날로그 측정정보를 입력받을 수 있다. Referring to FIG. 6 , the load at each end of the power grid monitored based on measurement for each major power facility or substation calculates the equivalent power transmission capacity limit and voltage stability in real time, and the digital form of power facility operation at the main monitoring facility Status and analog measurement information can be input.

도 7 을 참조하면, 입력된 모든 정보를 전력망의 사후 고장이력 검토 및 해석에 응용한다면, 현재와 과거에 운영한 전력설비의 정보까지 반영되어 각각의 감시설비의 전압안정도에 대한 영향성이 운전원에게 제공될 수 있으며, 이 경우 전력망의 사후 해석에도 활용할 수 있다. Referring to FIG. 7 , if all the inputted information is applied to the post-failure history review and analysis of the power grid, the information on the power facilities operated in the present and in the past is also reflected, and the influence on the voltage stability of each monitoring facility is given to the operator. It can be provided, and in this case, it can be used for post-analysis of the power grid.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 실시간 등가 전력망을 구성하여 등가 전력망의 복소전력의 송전 한계와 그 비율산정을 통한 전압안정도 지수를 계산하고 이를 기초로 부하를 차단할 수 있도록 하여 전압안정도를 유지할 수 있도록 한다. As described above, the load breaker using the voltage stability index according to an embodiment of the present invention configures a real-time equivalent power grid to calculate the voltage stability index through the calculation of the transmission limit of complex power of the equivalent power grid and its ratio, and based on this, It is possible to cut off the load so that the voltage stability can be maintained.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 전압안정도 지수의 선형적인 특징으로 인하여 전압안정도의 상태에 대한 정보를 운전원에게 직관적으로 제공할 수 있고, 운전원이 현재 상태에서 전력망의 전압안정도 수준을 상대적으로 정확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 단기간의 전압불안정에 대비한 효과적인 부하 차단이 가능하도록 한다. In addition, the load cutoff device using the voltage stability index according to an embodiment of the present invention can intuitively provide information on the state of voltage stability to the operator due to the linear characteristic of the voltage stability index, and the operator can not only can determine the voltage stability level of the power grid relatively accurately in the

게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치는 전력설비의 과투자 등을 유발할 수 있는 전력망 운영 여유의 과도한 산정과 같이 전력망 계획시에 발생될 수 있는 문제점을 해소할 수 있고, 전력망 운영상의 경제성을 확보할 수 있도록 한다.In addition, the load shedding device using the voltage stability index according to an embodiment of the present invention solves problems that may occur during power grid planning, such as excessive calculation of the grid operation margin that may cause overinvestment of power facilities. and to secure economic feasibility in the operation of the power grid.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those skilled in the art. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

10: 검출부 20: 연산부
21: 회로 구성부 22: 전압안정도 지수 계산부
30: 판단 모듈 31: 전압안정도 지수 판단부
32: 유효전력 판단부 33: 전압 판단부
34: 부하차단 판단부 40: 부하 차단부
50: 표시부 10: detection unit 20: calculation unit
21: circuit component 22: voltage stability index calculation unit
30: determination module 31: voltage stability index determination unit
32: active power determination unit 33: voltage determination unit
34: load cut-off determination unit 40: load cut-off unit
50: display unit

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 송전선로에 대한 감시정보를 검출하는 검출부;
상기 감시정보를 이용하여 선로정수표를 작성하고, 상기 선로정수표를 토대로 테브난 등가 회로를 구성한 후, 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 전압안정도 지수를 계산하는 연산부;
상기 연산부에 의해 계산된 상기 전압안정도 지수와 송전선로의 유효전력 및 전압을 토대로 부하차단 여부를 판단하는 판단 모듈; 및
상기 판단 모듈의 판단 결과에 따라 부하를 차단하는 부하 차단부를 포함하고,
상기 연산부는, 상기 송전선로의 전압, 전류 및 위상각의 유무에 따라 상기 선로정수표를 작성하고 상기 선로정수표를 이용하여 상기 테브난 등가 회로를 구성하는 회로 구성부; 및 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 비율 기반의 상기 전압안정도 지수를 계산하는 전압안정도 지수 계산부를 포함하며,
상기 전압안정도 지수 계산부는, 상기 테브난 등가 회로를 이용하여 복소전력 기반의 송전용량을 산출하고, 최대전력 전달 조건을 이용하여 현재의 전력망에서 최대 전달 가능전력을 산출한 후, 상기 송전용량과 상기 최대 전달 가능전력을 이용하여 상기 전압안정도 지수를 계산하고,
상기 감시정보는 상기 송전선로의 전압, 전류 및 위상각을 포함하며,
상기 판단 모듈은 상기 전압안정도 지수, 상기 송전선로의 유효전력 및 전압이 기 설정된 부하차단 조건을 만족하는지에 따라 부하차단 여부를 판단하며,
상기 판단 모듈은 상기 전압안정도 지수와 기 설정된 전압안정도 지수 한계값을 비교하는 전압안정도 지수 판단부; 상기 송전선로의 유효전력의 총합과 기 설정된 유효전력 총합 한계값을 비교하는 유효전력 판단부; 및 상기 송전선로의 전압과 기 설정된 전압 한계값을 비교하는 전압 판단부; 및 상기 전압안정도 지수 판단부, 상기 유효전력 판단부, 및 상기 전압 판단부의 판단 결과에 따라 부하차단 여부를 판단하는 부하차단 판단부를 포함하며,
상기 부하차단 판단부는 상기 전압안정도 지수가 상기 전압안정도 지수 한계값을 초과하고, 상기 송전선로의 유효전력의 총합이 상기 유효전력 총합 한계값을 초과하며, 상기 송전선로의 전압이 상기 전압 한계값을 초과하면 상기 부하차단부에 부하차단 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치. a detection unit for detecting monitoring information on the transmission line;
an operation unit for creating a line constant table using the monitoring information, constructing a Thevenin equivalent circuit based on the line constant table, and calculating a voltage stability index based on a complex power ratio using the Thevenin equivalent circuit;
a determination module for judging whether to cut off the load based on the voltage stability index calculated by the calculating unit and the active power and voltage of the transmission line; and
and a load breaker for blocking the load according to the determination result of the determination module,
The calculating unit may include: a circuit configuration unit configured to create the line constant table according to the presence or absence of voltage, current, and phase angle of the transmission line and configure the Thevenin equivalent circuit using the line constant table; and a voltage stability index calculator for calculating the voltage stability index based on a complex power ratio using the Thevenin equivalent circuit,
The voltage stability index calculator calculates the power transmission capacity based on complex power using the Thevenin equivalent circuit, calculates the maximum transmittable power in the current power grid using the maximum power transmission condition, and then calculates the power transmission capacity and the maximum Calculate the voltage stability index using the transmittable power,
The monitoring information includes voltage, current and phase angle of the transmission line,
The determination module determines whether to cut off the load according to whether the voltage stability index, active power and voltage of the transmission line satisfy preset load shedding conditions,
The determination module includes: a voltage stability index determination unit for comparing the voltage stability index with a preset voltage stability index limit value; an active power determination unit comparing the total of the active power of the transmission line with a preset active power sum limit value; and a voltage determination unit comparing the voltage of the transmission line with a preset voltage limit value. And the voltage stability index determination unit, the active power determination unit, and a load cutoff determination unit for determining whether to cut off the load according to the determination result of the voltage determination unit,
The load cut-off determination unit is the voltage stability index exceeds the voltage stability index limit value, the sum of the active power of the transmission line exceeds the total active power limit value, the voltage of the transmission line exceeds the voltage limit value A load breaker using a voltage stability index, characterized in that when it exceeds, the load breaker signal is transmitted to the load breaker. 삭제delete 삭제delete 제 6 항에 있어서, 상기 회로 구성부는
상기 송전선로가 상기 검출부에 의해 실시간 감시가 가능한 송전선로이면 검출된 전압, 전류 및 위상각으로 상기 선로정수표를 작성하는 것을 특징으로 하는 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치. 7. The method of claim 6, wherein the circuit component
If the transmission line is a transmission line capable of real-time monitoring by the detection unit, the load breaker using a voltage stability index, characterized in that the line constant table is created with the detected voltage, current and phase angle. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 판단 모듈의 판단 결과 및 상기 부하 차단부의 부하차단 결과를 출력하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압안정도 지수를 활용한 부하차단 장치.
7. The method of claim 6,
A load shedding device using a voltage stability index, characterized in that it further comprises a display unit for outputting the determination result of the determination module and the load shedding result of the load shedding unit.
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