KR102310507B1 - The Operation System and Control Method of Special Protection Systems/Schemes - Google Patents
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Abstract
SPS(Special Protection System/Schemes) 시뮬레이션 시스템 및 그 제어 방법에 있어서, 사용자의 입력에 따라 전력계통에 이벤트를 발생시키는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터; 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터에서 발생되는 이벤트 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호 또는 사용자의 입력에 따른 특정 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 시뮬레이터; 이벤트 데이터에 대한 과도 안정도를 평가하고, 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 서버; 이벤트 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 전력계통 시뮬레이터; 전력계통 시뮬레이터에서의 전력설비들에 대한 시뮬레이션에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 단말 시뮬레이터; 및 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, GPS 시뮬레이터, SPS 서버, 전력계통 시뮬레이터, SPS 단말 시뮬레이터 및 SPS 단말장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 처리하는 통신 네트워크 시뮬레이터를 포함하며, SPS 단말 장치는 SPS 서버 또는 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라, 탈락발전기에 대한 차단을 실행하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템이 개시된다.A Special Protection System/Schemes (SPS) simulation system and a control method therefor, comprising: a power system event generation simulator for generating an event in a power system according to a user's input; a GPS simulator for generating a time synchronization signal synchronized with time information of event data generated in the power system event generation simulator or a specific time synchronization signal according to a user input; an SPS server that evaluates the transient stability of the event data and controls the SPS terminal device according to the evaluation result; a power system simulator that performs a simulation on a user-defined section or a specific power facility based on event data; SPS terminal simulator for controlling the SPS terminal device according to the simulation of power facilities in the power system simulator; and a power system event generation simulator, a GPS simulator, an SPS server, a power system simulator, an SPS terminal simulator, and a communication network simulator that processes a communication method and a communication protocol between the SPS terminal device, wherein the SPS terminal device is an SPS server or an SPS terminal simulator Disclosed is an SPS simulator system characterized in that the shut-off of the decimate generator is executed under the control of.
Description
본 발명은 SPS 시뮬레이터 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 사용자가 원하는 방식으로 모의가 가능한 SPS 시뮬레이터 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an SPS simulator system and a method for controlling the same. More specifically, the present invention relates to an SPS simulator system capable of simulating in a user-desired manner and a method for controlling the same.
전력시스템에 있어서 발전기 모선이나 선로에 고장이 발생하는 경우 일부 지역의 발전기들은 과도 불안정 상태에 놓이게 되며, 이로 인해 지역 전체의 발전기가 정지되어 광역정전으로 고장이 파급될 수 있다.In the case of a fault in the generator busbar or line in the power system, the generators in some regions are placed in a state of transient instability, which may cause the generators in the entire region to stop and the failure to spread through a wide area blackout.
따라서, 전력시스템에서는 지역 전체 발전기의 탈락 또는 광역정전을 예방하기 위해 부분적으로 발전기를 탈락시켜 나머지 발전기가 정지되는 것을 방지하고 있으며, 이러한 시스템을 전력계통의 고장파급방지 또는 광역정전방지 시스템(SPS : Special Protection System / Schemes)이라고 한다.Therefore, the power system prevents the remaining generators from being stopped by partially dropping off the generators in order to prevent the drop-out of the entire region or a wide-area blackout. Special Protection System / Schemes).
기존의 SPS 관련 기술들은 PMU(Phasor Measurement Unit)와 같은 장치들을 이용하여 실제 전력계통의 데이터를 계측하고, 계측된 데이터를 분석·평가하여 처리하는 방법으로, 과도안정도 분석법과 과거와 현재의 데이터베이스를 활용하여 분석하는 것을 위주로 한다.Existing SPS-related technologies measure actual power system data using devices such as PMU (Phasor Measurement Unit) and analyze and evaluate the measured data and process it. It is mainly used for analysis.
따라서, 이러한 방법을 위해서는 실제 전력계통의 운영 정보를 수신하기 위하여 EMS(Energy Management System)서버와 같은 정보를 관리하는 장치로부터 실시간으로 데이터를 수신해야 할 필요성이 있다.Therefore, for this method, there is a need to receive data in real time from a device that manages information, such as an EMS (Energy Management System) server, in order to receive actual power system operation information.
하지만, 보안 또는 접근성의 문제로 이와 같은 접속이 어려운 경우 이를 모의하거나 대행할 수 있는 방법이 필요하다.However, when such access is difficult due to security or accessibility issues, a method is required to simulate or act on behalf of it.
따라서 본 발명은, 실제 운전되고 있는 전력계통의 운전 정보를 수신하거나, 과거 이력을 데이터베이스화하여 사용자가 원하는 시점의 전력계통 상황을 실제와 동일한 환경으로 모의하는 SPS 시뮬레이터 시스템 및 처리(제어) 방법을 개시하고 있다.
Therefore, the present invention provides an SPS simulator system and a processing (control) method for receiving operation information of the power system that is actually being operated or simulating the power system situation at a user's desired time point in the same environment as the actual environment by receiving the operation information of the power system or by databaseizing the past history. is starting
본 발명의 일 실시예에 따른SPS 시뮬레이터 시스템 및 그 제어 방법은, 실제와 동일한 전력계통 환경을 제공하고 이를 사용자가 원하는 방식으로 모의할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the SPS simulator system and its control method according to an embodiment of the present invention is to provide a power system environment identical to the real one and to provide a method for simulating it in a user-desired manner.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터 시스템 및 그 제어 방법은, 전력계통 운전 데이터를 이용하여 과거와 현재 그리고 미래의 상황을 반영하여 모의함으로써 그 결과에 따라 대비책이나 계획을 수립할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
In addition, the SPS simulator system and its control method according to an embodiment of the present invention, by reflecting the past, present, and future situations using power system operation data to simulate and establish countermeasures or plans according to the results. aim to do
본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이션 시스템은,SPS simulation system according to an embodiment of the present invention,
사용자의 입력에 따라 전력계통에 이벤트를 발생시키는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터; 상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터에서 발생되는 상기 이벤트 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호 또는 사용자의 입력에 따른 특정 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 시뮬레이터; 상기 이벤트 데이터에 대한 과도 안정도를 평가하고, 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 서버; 상기 이벤트 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 전력계통 시뮬레이터; 상기 전력계통 시뮬레이터에서의 상기 전력설비들에 대한 시뮬레이션에 따라 상기 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 단말 시뮬레이터; 및 상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, 상기 GPS 시뮬레이터, 상기 SPS 서버, 상기 전력계통 시뮬레이터, 상기 SPS 단말 시뮬레이터 및 상기 SPS 단말장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 처리하는 통신 네트워크 시뮬레이터를 포함하며, 상기 SPS 단말 장치는 상기 SPS 서버 또는 상기 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라, 탈락발전기에 대한 차단을 실행할 수 있다.a power system event generation simulator that generates an event in the power system according to a user's input; a GPS simulator for generating a time synchronization signal synchronized with time information of the event data generated in the power system event generation simulator or a specific time synchronization signal according to a user input; an SPS server that evaluates the transient stability of the event data and controls the SPS terminal device according to the evaluation result; a power system simulator that performs a simulation on a user-defined section or a specific power facility based on the event data; an SPS terminal simulator for controlling the SPS terminal device according to the simulation of the power facilities in the power system simulator; and a communication network simulator for processing a communication method and a communication protocol between the power system event generation simulator, the GPS simulator, the SPS server, the power system simulator, the SPS terminal simulator, and the SPS terminal device, wherein the SPS terminal device under the control of the SPS server or the SPS terminal simulator, may execute blocking of the decimate generator.
상기 EMS 서버에서 제공하는 전력계통 운영정보를 상기 SPS 서버 또는 상기 전력계통 시뮬레이터로 전달하는 전력계통 EMS 시뮬레이터; 및 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터에서 발생되는 전력계통 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 장치를 더 포함하며, 상기 SPS 서버는 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터로부터 전달받은 상기 전력계통 데이터를 바탕으로 과도 안정도를 평가하고, 상기 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하며, 상기 전력계통 시뮬레이터는 상기 전력계통 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하고, 상기 통신 네트워크 시뮬레이터는 상기 SPS 시뮬레이터 시스템과 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터 및 상기 GPS 장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 추가 처리할 수 있다.a power system EMS simulator that transmits the power system operation information provided by the EMS server to the SPS server or the power system simulator; and a GPS device for generating a time synchronization signal synchronized with time information of power system data generated in the power system EMS simulator, wherein the SPS server is based on the power system data received from the power system EMS simulator Evaluates transient stability, controls the SPS terminal device according to the evaluation result, the power system simulator performs a simulation for a user-defined section or a specific power facility based on the power system data, and the communication network simulator includes A communication method and communication protocol between the SPS simulator system, the power system EMS simulator, and the GPS device may be additionally processed.
상기 SPS 단말 시뮬레이터는 상기 SPS 단말 장치와 동일한 기능을 수행하는 하드웨어 장치인 SPS 단말 에뮬레이터; 및 상기 SPS 단말 장치와 동일한 기능을 수행하는 소프트웨어 및 마이크로프로세서를 포함하는 장치인 SPS 단말 컨트롤러를 포함할 수 있다.The SPS terminal simulator may include: an SPS terminal emulator which is a hardware device performing the same function as the SPS terminal apparatus; and an SPS terminal controller, which is a device including software and a microprocessor performing the same function as the SPS terminal device.
상기 SPS 단말 장치를 제어할 수 없는 경우, 상기 SPS 단말 에뮬레이터 및 상기 SPS 단말 컨트롤러는 직접 상기 탈락발전기에 대한 차단을 실행할 수 있다.When it is not possible to control the SPS terminal device, the SPS terminal emulator and the SPS terminal controller may directly block the dropout generator.
상기 전력계통 시뮬레이터는 아날로그 또는 디지털 입출력 장치를 통하여 외부기기와 연동될 수 있다.The power system simulator may be linked with an external device through an analog or digital input/output device.
상기 전력계통 시뮬레이터는 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터, 상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, 상기 GPS 시뮬레이터 및 상기 GPS 장치 중 적어도 하나로부터 전달된 정보가 갱신되는 경우, 진행 중인 시뮬레이션을 정지하고 갱신된 정보로 재 실행될 수 있다.When the information transmitted from at least one of the power system EMS simulator, the power system event generation simulator, the GPS simulator, and the GPS device is updated, the power system simulator may stop the ongoing simulation and re-execute with the updated information. have.
상기 SPS 단말 장치는 둘 이상의 복수로 구성되며, 하나의 SPS 단말 장치가 고장나는 경우, 다른 SPS 단말 장치가 상기 고장난 하나의 SPS 단말 장치의 기능을 대신 수행할 수 있다.The SPS terminal device is composed of two or more, and when one SPS terminal device fails, another SPS terminal device may perform the function of the one failed SPS terminal device.
상기 통신 네트워크 시뮬레이터는 상기 SPS 시뮬레이터 시스템 내의 사이버 보안 기능을 수행하며, 각 장치들간의 데이터 프레임 감시 또는 제어를 수행하는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.The communication network simulator may perform a cyber security function in the SPS simulator system, and may provide a user interface for monitoring or controlling data frames between devices.
상기 통신 네트워크 시뮬레이터는 사용자 정의를 바탕으로, 통신망의 계층구조 또는 네트워크 구성요소를 변경하여 재 설정할 수 있다.The communication network simulator may be reconfigured by changing the hierarchical structure or network components of the communication network based on user definition.
상기 통신 네트워크 시뮬레이터는 상기 GPS 시뮬레이터 또는 상기 GPS 장치로부터 수신된 GPS 시작 정보를 기준으로, 네트워크의 계층구조와 조건에 따른 시지연(time delay) 데이터 변경을 수행할 수 있다.The communication network simulator may change time delay data according to a network hierarchy and conditions based on the GPS start information received from the GPS simulator or the GPS device.
상기 전력계통 시뮬레이터는 상기 SPS 단말 시뮬레이터로부터 상기 시뮬레이션 정보 및 상기 SPS 단말 장치 제어 정보를 전달받고, 이에 따른 루프 제어를 통해 상호 연동 될 수 있다.The power system simulator may receive the simulation information and the SPS terminal device control information from the SPS terminal simulator, and may interwork with each other through loop control accordingly.
본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이션 시스템의 제어 방법은,The control method of the SPS simulation system according to an embodiment of the present invention,
SPS 시뮬레이션 시스템을 이용한 SPS 시뮬레이션 제어 방법에 있어서, 통신 네트워크 시뮬레이터가 전력계통 EMS 시뮬레이터 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터로부터 전력계통 정보를 전달받는 단계; 상기 통신 네트워크 시뮬레이터가 GPS 시뮬레이터 또는 GPS 장치로부터 상기 전력계통 정보에 따른 시각동기화 정보를 전달받는 단계; SPS 서버가 상기 통신 네트워크 시뮬레이터로부터 전달받은 상기 전력계통 정보 및 그에 따른 시각동기화 정보를 바탕으로 온라인 과도 안정도 평가를 수행하고, 상기 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 단계; 전력계통 시뮬레이터가 상기 통신 네트워크 시뮬레이터로부터 전달받은 상기 전력계통 정보 및 그에 따른 시각동기화 정보를 바탕으로 사용자가 정의한 구간이나 상기 전력계통의 특정 전력설비들에 대한 시뮬레이션을 수행하는 단계; 및 SPS 단말 시뮬레이터가 상기 SPS 서버에서의 평가 결과 또는 상기 전력계통 시뮬레이터의 시뮬레이션 결과를 바탕을 상기 SPS 단말 장치를 제어하는 단계를 포함하며, 상기 SPS 단말 장치는 상기 SPS 서버 또는 상기 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라 탈락발전기에 대한 차단을 실행할 수 있다.
A method for controlling SPS simulation using an SPS simulation system, the method comprising: receiving, by a communication network simulator, power system information from a power system EMS simulator or a power system event generation simulator; receiving, by the communication network simulator, time synchronization information according to the power system information from a GPS simulator or a GPS device; performing, by the SPS server, an on-line transient stability evaluation based on the power system information received from the communication network simulator and the corresponding time synchronization information, and controlling the SPS terminal device according to the evaluation result; performing, by a power system simulator, a simulation on a section defined by a user or specific power facilities of the power system based on the power system information received from the communication network simulator and the corresponding time synchronization information; and controlling, by an SPS terminal simulator, the SPS terminal device based on the evaluation result of the SPS server or the simulation result of the power system simulator, wherein the SPS terminal device controls the SPS server or the SPS terminal simulator In accordance with this, it is possible to cut off the drop-out generator.
본 발명의 일 실시예에 따른SPS 시뮬레이터 시스템 및 그 제어 방법은, 실제와 동일한 환경을 제공하고 이를 사용자가 원하는 방식으로 모의할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.The SPS simulator system and its control method according to an embodiment of the present invention may provide an environment identical to the actual environment and provide a method for simulating it in a user-desired manner.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터 시스템 및 그 제어 방법은, 전력계통 운전 데이터를 이용하여 과거와 현재 그리고 미래의 상황을 반영하여 모의함으로써 그 결과에 따라 대비책이나 계획을 수립할 수 있다.
In addition, the SPS simulator system and the control method thereof according to an embodiment of the present invention, by reflecting the past, present, and future situations using the power system operation data, it is possible to establish a countermeasure or plan according to the result. .
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통 데이터 선택 및 처리 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 시각 동기화 선택 및 처리 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크 시뮬레이터 처리 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통 시뮬레이터의 기능을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 서버 및 단말 장치의 기능을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the structure of an SPS simulator according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of operating an SPS simulator according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a power system data selection and processing method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a GPS time synchronization selection and processing method according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a communication network simulator processing method according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a function of a power system simulator according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating functions of an SPS server and a terminal device 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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 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 may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 실시예에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.The term 'unit' used in this embodiment means a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and 'unit' performs certain roles. However, 'part' is not limited to software or hardware. The 'unit' may be configured to reside on an addressable storage medium or may be configured to refresh one or more processors. Thus, as an example, 'part' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. Functions provided within components and 'units' may be combined into a smaller number of components and 'units' or further divided into additional components and 'units'.
첨부한 도면에서는 설명의 편의를 위하여 다수의 구성요소 중 본 발명의 특징적인 기능과 관련된 대표적인 구성요소를 요약하여 도시하였으며, 도면에 표시하지 않는 나머지 부수적인 부분을 포함한 구성요소들은 현재 표준으로 사용되고 있는 구성요소와 동일한 규격으로 구현할 수 있거나 조합하여 구현할 수 있는 기능들이다.In the accompanying drawings, representative components related to the characteristic functions of the present invention among a plurality of components are summarized and illustrated for convenience of explanation, and components including the remaining ancillary parts not shown in the drawings are currently used as standard. These are functions that can be implemented in the same standard as the components or can be implemented in combination.
실제 계통에서는 다양한 사고와 고장 또는 사용자가 원하는 조작을 수행할 수 없으므로, 시뮬레이터를 이용해 이와 동일한 환경을 구성하여 다양한 환경 조건과 사고 및 고장들에 따른 전력계통의 변화를 관측하고 평가할 수 있도록 할 필요성이 있다.Since various accidents and failures or user-desired operations cannot be performed in the actual system, it is necessary to configure the same environment using a simulator to observe and evaluate changes in the power system according to various environmental conditions, accidents and failures. have.
본 발명은 그러한 시뮬레이터, 즉 실제 전력계통의 운전 정보나, 과거 이력 데이터를 사용하여, 사용자가 원하는 전력계통 상황을 실제와 동일한 환경으로 모의하는 실시간 시뮬레이터 시스템 및 제어 방법을 제공하는데 그 기술적 특성이 있다.The present invention provides such a simulator, that is, a real-time simulator system and control method for simulating a user's desired power system situation in the same environment as in reality, using operation information of the actual power system or past history data, and has its technical characteristics. .
즉, 본 발명의 일 실시예에 따라, 실제 전력계통과 동일한 실시간 시뮬레이터의 구성이 가능하고, 이를 통해 실제 전력계통과 동일한 환경을 제공하고 이를 사용자가 원하는 방식으로 실시간 모의할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.That is, according to an embodiment of the present invention, it is possible to configure a real-time simulator identical to that of an actual power system, thereby providing an environment identical to that of an actual power system and providing a method for real-time simulation in a user-desired manner. can
또한 전력계통 운전 데이터가 있는 경우, 이를 과거와 현재 그리고 미래의 상황에 반영하여 모의할 수 있으며, 그 결과에 따라 대비책이나 계획을 수립할 수 있다. In addition, if there is power system operation data, it can be simulated by reflecting it in the past, present, and future situations, and a countermeasure or plan can be established according to the result.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의해, 실제 현장과 동일한 환경에서의 전력계통의 안정적인 운영과 SPS(Special Protection System / Schemes) 제어에 관한 방법을 제공할 수 있으며, SPS가 적용된 전력계통의 상황을 고려하여 실시간 전력계통 데이터를 활용한 시뮬레이터 구조와 제어 방법을 제공할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a method related to the stable operation of the power system and SPS (Special Protection System / Schemes) control in the same environment as the actual field, and the SPS applied power system It is possible to provide a simulator structure and control method using real-time power system data in consideration of the situation of
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터의 구조를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating the structure of an SPS simulator according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터 시스템(100)은 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110), 전력계통 EMS 시뮬레이터(120), GPS 시뮬레이터(130), GPS 장치(140), 통신 네트워크 시뮬레이터(150), SPS 서버(160), 전력계통 시뮬레이터(170) 및 SPS 단말 시뮬레이터(180) 등을 포함할 수 있다.As shown, the SPS simulator system 100 according to an embodiment of the present invention includes a power system
각 장치들은 상기 실시간 통신 네트워크 시뮬레이터에서 제공하는 통신 방식 및 통신 프로토콜 등을 통해 서로 양방향 통신할 수 있으며, 이러한 통신을 통해 이루어지는 각 장치들 사이에서 주요 정보의 흐름은 도시된 화살표의 방향과 같이 이루어질 수 있다.Each device can communicate in both directions with each other through the communication method and communication protocol provided by the real-time communication network simulator, and the flow of main information between the devices through such communication can be done in the direction of the arrow shown. have.
전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)는 전력계통 상에서 발생할 수 있는 다양한 유형의 현상을 조작하거나 설정할 수 있다. The power system
구체적으로는, 상기 전력계통 EVNENT 발생 시뮬레이터(110)는 고장, 사고, 투입, 정지, 탈락 등과 같은 다양한 전력계통 운영 현상과 방식을 설정할 수 있다.Specifically, the electric power system EVNENT
설정에 의해 발생된 이벤트 는 사용자가 정의한 시각과 전력계통의 운영 현상과 방식에 따라 전체 SPS 시뮬레이터 시스템(100)에 전달될 수 있다.The event generated by the setting may be transmitted to the entire SPS simulator system 100 according to the user-defined time and the operating phenomenon and method of the power system.
전력계통 EMS 시뮬레이터(120)는 실제 전력계통의 운영 정보를 수집할 수 있는 EMS 서버에 접속하여 데이터를 받을 수 없는 경우, 해당 EMS 서버에서 제공하는 실시간 전력계통 운영정보를 동일한 방식으로 제공해줄 수 있다.When the power system EMS
따라서, 실제 EMS 서버에 접속하여 실시간 전력계통 운영 정보를 받을 수 있는 경우 생략할 수 있다.Therefore, when the real-time power system operation information can be received by accessing the actual EMS server, it can be omitted.
또한, 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)를 수신하는 중, 사용자의 입력 등에 의해 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로 전환하여 사용할 수도 있다.In addition, while receiving the power
전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)와 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)들이 제공하는 전력계통 운영 정보는 PSS/E 시뮬레이션 프로그램에서 제공하는 RAW 파일, DYR 파일 형식과 동일한 양식이거나 정보를 포함할 수 있다.The power system operation information provided by the power system
GPS 시뮬레이터(130) 및 GPS 장치(140)는 SPS 시뮬레이터 시스템(100)을 구성하는 모든 구성요소들의 시각동기화 설정에 사용되는 GPS 신호를 구현할 수 있다.The
GPS 시뮬레이터(130)는 사용자가 정의한 시간(과거, 현재 또는 미래), 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 발생되는 전력계통 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호를 생성할 수 있다.The
GPS 장치(140)는 현재 위성으로부터 수신된 정보를 이용하여 시각동기화 신호를 생성할 수 있다.The
상기 GPS 시뮬레이터(130)와 GPS 장치(140)를 통해 생성되는 GPS 신호로 인하여, SPS 시뮬레이터 시스템(100)을 구성하는 모든 모듈들은 선택적으로 시각동기화 될 수 있다.Due to the GPS signal generated through the
자세하게는, 과거, 미래와 같은 계통 현상을 모의하는 경우와 같이 사용자 정의 시각 설정이 필요하거나, 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 수신한 전력계통 데이터를 사용하는 경우 해당 시각을 기준으로 동기화 처리가 필요할 때에는 GPS 시뮬레이터에 의한 시각동기화 신호가 이용될 수 있다.In detail, when a user-defined time setting is required, such as when simulating a system phenomenon such as the past or future, or when the power system data received from the power system
또는, 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 실제 EMS 서버로부터 수신한 전력계통 데이터를 사용하는 경우와 같이 현재 시각을 기준으로 동기화를 처리하는 경우 GPS 장치(140)에 의한 시각동기화 신호가 이용될 수 있다. Alternatively, when the synchronization is processed based on the current time, such as when using the power system data received from the power
통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 SPS 시뮬레이터 시스템(100)을 구성하는 모든 장치들간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 처리할 수 있다.The
또한 사용자 정의에 따라서 통신망의 계층구조 및 네트워크 구성요소를 재설정하거나 변경할 수도 있다.It is also possible to reconfigure or change the hierarchy and network components of the network according to user definitions.
이에 부가하여 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 해킹과 같은 위협에 대한 사이버 보안(cyber security)기능을 제공할 수 있으며, 각 장치들간의 데이터 프레임 조작이나 변경, 감시 및 제어가 가능한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.In addition to this, the
또한, 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 통신 네트워크 구성 또는 계층 구조의 변경 및 조작, 통신 지연, 오류, 데이터 프레임 감시·제어, 다양한 해킹 방식 적용을 통한 사이버 보안 성능 평가 기능을 제공할 수 있다.In addition, the
즉, 원격지에 설치된 SPS 장치와 서버, 시뮬레이터 및 다양한 데이터 통신 규약과 구성을 사용자가 임의로 변경하는 경우, 또는, 통신 지연, 오류, 불능, 해킹 등과 같이 통신망에서 발생할 수 있는 환경을 구성하여 해당 상황에서의 통신 네트워크의 성능을 평가할 수 있는 기능 또한 제공할 수 있다.That is, when the user arbitrarily changes the SPS device, server, simulator, and various data communication rules and configurations installed in remote places, or configures an environment that may occur in the communication network such as communication delay, error, inability, hacking, etc. It can also provide a function to evaluate the performance of the communication network.
SPS 서버(160)는 상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110) 또는 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)로부터 전달받은 정보에 바탕한 온라인 과도 안정도 평가 결과에 따라서 원격지에 설치된 SPS 단말 장치를 설정하거나 제어할 수 있다.The
즉, SPS 서버(160)는 통신 네트워크 시뮬레이터(150)를 통해 SPS 단말장치와 통신하며, 발전기에 대한 상태정보를 송수신할 수 있으며, 탈락 발전기 및 추가 탈락 발전기 중의 적어도 하나를 설정할 수 있다.That is, the
또한, 접속되거나 등록된 SPS 단말장치를 감시하는 기능도 포함할 수 있다.전력계통 시뮬레이터(170)는, EMS 서버나 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 수신한 전력계통 운영 정보에 따라서 사용자가 정의한 구간이나 특정 계통의 상세한 모델 및 설비들에 대한 실시간 시뮬레이션을 수행할 수 있다.In addition, it may include a function of monitoring the connected or registered SPS terminal device. The
전력계통 시뮬레이터(170)는 실시간 시뮬레이션 수행시 사용자가 정의한 제어 방식과 신호에 따라 디지털 및 아날로그 신호의 입·출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The
이러한 인터페이스를 통하여 외부 기기나 장치와 연동될 수 있으며, 이를 통하여 사용자가 감시 또는 제어할 수 있다.Through such an interface, it can be interlocked with an external device or device, and the user can monitor or control it through this interface.
SPS 단말 시뮬레이터(180)는 전력계통 시뮬레이터(170)에서의 시뮬레이션에 따라 SPS 단말 장치를 제어할 수 있다.The SPS terminal simulator 180 may control the SPS terminal device according to the simulation in the
SPS 단말 장치는 탈락 발전기와 추가 탈락 발전기의 상태를 설정하며, 전력계통에 이상이나 고장이 발생한 경우 해당 발전기를 탈락시킬 수 있다.The SPS terminal device sets the status of the dropout generator and the additional dropout generator, and when an error or failure occurs in the power system, the generator can be dropped out.
또한, SPS 단말 장치는 발전기의 상태를 감시(발전기 운전여부, 동작, 정지, 사고 발전량 등을 감시)할 수도 있으며, 통신 네트워크 시뮬레이터(150)를 이용하여 발전소 내부 혹은 외부에 위치한 SPS 서버(160)와 통신할 수 있으며, 이에 의해 상기 SPS 서버(160)의 요청 정보를 전송하거나, 상기 SPS 서버(160)로부터 전송되는 탈락발전기와 추가 탈락발전기 설정을 실행할 수 있다.In addition, the SPS terminal device may monitor the state of the generator (monitoring whether the generator is operating, operation, stop, accidental generation, etc.), and using the
상기 SPS 단말 시뮬레이터(180)는 SPS 단말 에뮬레이터(181)와 SPS 단말 컨트롤러(182)를 포함할 수 있다.The SPS terminal simulator 180 may include an
SPS 단말 에뮬레이터(181)는 SPS 단말 장치와 동일한 기능을 수행하는 소프트웨어를 포함하는 장치를 말한다.The
단일 혹은 복수개의 SPS 단말 장치에 대한 설정이나 제어 기능에 대한 사용자 개입이 필요한 경우 소프트웨어로 구현된 에뮬레이터가 시뮬레이션을 대신할 수 있다.When user intervention for setting or control functions for a single or multiple SPS terminal devices is required, an emulator implemented in software can replace the simulation.
또한, 원격지에 설치된 SPS 단말 장치에 직접 접속할 수 없거나 해당 장치에서의 오류, 고장, 데이터 변경 등으로 작업이 필요한 경우 소프트웨어로 구현된 SPS 단말 에뮬레이터로 대신할 수 있다.In addition, when it is not possible to directly connect to the SPS terminal device installed in a remote location, or if work is required due to an error, failure, or data change in the device, an SPS terminal emulator implemented in software can be used instead.
SPS 단말 컨트롤러(182)는 SPS 단말 장치와 동일한 기능을 수행하는 하드웨어를 포함하는 장치를 말한다.The
이는, 원격지에 설치된 SPS 단말 장치를 직접 제어하거나 사용자 정의 작업을 수행할 수 없는 경우 이와 동일한 기능을 수행하는 하드웨어 장치로써 그 기능을 대신 수행할 수 있다.This is a hardware device that performs the same function when it is not possible to directly control an SPS terminal device installed in a remote place or perform a user-defined operation, and the function can be performed instead.
또한, SPS 단말 컨트롤러는 전력계통 시뮬레이터(170)가 제공하는 디지털 및 아날로그 입·출력 인터페이스와 연동될 수 있다.In addition, the SPS terminal controller may be linked with digital and analog input/output interfaces provided by the
또한, SPS 서버(160)와의 통신으로 SPS 설정과 제어 기능을 수행할 수 있다.In addition, SPS setting and control functions may be performed by communication with the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터 시스템의 동작 방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a method of operating an SPS simulator system according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, SPS 시뮬레이터 시스템(100)은 전력계통의 데이터 선택 및 이에 따른 GPS 시각 동기화를 시작으로 시뮬레이션을 실행할 수 있다.As shown, the SPS simulator system 100 may execute a simulation starting with data selection of the power system and synchronization of GPS time accordingly.
하기에서는 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 및 GPS 장치(140) 등을 포함된 SPS 시뮬레이터 시스템(100)을 기준으로 그 동작 방법에 대해서 서술하나, 이를 통해 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 및 GPS 장치(140) 등이 포함되지 않은 경우에서의 동작 방법 또한 명확히 이해될 수 있을 것이다.Hereinafter, the operation method will be described based on the SPS simulator system 100 including the power
구체적으로는, S210 및 S210' 단계에서, 실시간 전력계통 데이터와 전송처 및 GPS 시작 동기화 방식을 선택할 수 있다.Specifically, in steps S210 and S210', real-time power system data, transmission destination, and GPS start synchronization method may be selected.
즉, S210 단계에서, 실시간 전력계통 데이터 전송처로써 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110) 또는 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)를 선택할 수 있다. That is, in step S210 , the power system
상기 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)로부터 전력계통 데이터를 수신하는 경우에도, 사용자의 설정에 따라 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로 전환이 가능하다.Even when power system data is received from the power
선택된 전송처로부터 수신된 전력계통 데이터는 통신 네트워크 시뮬레이터(150)를 통하여, SPS 시뮬레이터 시스템(100)을 구성하는 모든 장치에 전송될 수 있다.Power system data received from the selected transmission destination may be transmitted to all devices constituting the SPS simulator system 100 through the
S210' 단계에서, GSP 시각 동기화를 선택할 수 있다. 상기 GPS 시각 동기화 방식은 GPS 시뮬레이터(130) 또는 GPS장치(140) 중 정해질 수 있다.In step S210', GSP time synchronization may be selected. The GPS time synchronization method may be determined from the
구체적으로는, 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 데이터를 수신하는 경우에는 해당 데이터의 시각 정보를 확인하여, 해당 시각의 값으로 GPS 시뮬레이터(130)의 시각을 재설정하여 시각 동기화를 진행할 수 있다.Specifically, when data is received from the power system
또는, 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)로부터 데이터를 수신하는 경우, GPS장치(140)를 이용한 시각 동기화가 진행될 수 있다. Alternatively, when data is received from the power
이렇게 선정된 GPS 시각 동기화 정보는 통신 네트워크 시뮬레이터(150) 및 직접 연계된 GPS 시각 동기화 전용선 등을 통하여, SPS 시뮬레이터 시스템(100)을 구성하는 모든 장치에 전송될 수 있다.The GPS time synchronization information selected in this way may be transmitted to all devices constituting the SPS simulator system 100 through the
S220 단계에서, 통신 네트워크 시뮬레이터(150)가 구동될 수 있다.In step S220, the
언급한 바와 같이, 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 이미 선정되거나 실행된 구성요소들의 통신 환경 조성과 데이터를 송수신하는 역할을 수행할 수 있다.As mentioned above, the
통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 사용자가 정의한 네트워크 구성과 구조에 따라서 실제 통신망과 유사한 기능과 처리속도로 데이터를 송수신 하거나 전달할 수 있으며, 이러한 동작에는 실제 통신망이 이용될 수도 있다.The
SPS 시뮬레이터 시스템(100)을 구성하는 모든 장치들은 장치 대 장치로써 직접 데이터 전송이 불가능하며, 모든 데이터 통신은 상기 통신 네트워크 시뮬레이터를 통해서 이루어 질 수 있다.All devices constituting the SPS simulator system 100 cannot directly transmit data in a device-to-device manner, and all data communication may be performed through the communication network simulator.
S230 단계에서, 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 사용자의 설정에 따라서 네트워크의 구조 및 통신 환경을 재설정 할 수 있다.In step S230, the
상기 사용자의 설정이란, 통신 네트워크의 계층 구조 변경, 통신 경로 재설정, 통신 지연, 오류, 데이터 프레임 조작, 통신 네트워크 부분 혹은 전체 재시작 등과 같이 통신 네트워크 상에서 발생할 수 있는 모든 상황에 대한 설정이 포함될 수 있다.The user setting may include settings for all situations that may occur in a communication network, such as a change in the hierarchical structure of a communication network, reconfiguration of a communication path, communication delay, error, data frame manipulation, and restart of a part or entire communication network.
상기 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 이러한 데이터의 송수신 기능에 더하여, 사용되는 통신 규약에 따른 데이터 프레임 표시 및 감시·제어 또한 가능하며, 데이터 위조, 변조 등의 다양한 해킹에 대한 방어·보안의 기능 수행 또한 수행할 수 있다.The
S240 단계에서, SPS 서버(160)가 실행될 수 있다.In step S240, the
상기 SPS 서버(160)는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110) 또는 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 로부터 수신한 전력계통 운영 정보에 바탕하여, 온라인 과도 안정도 평가를 수행할 수 있으며, 상기 과도 안정도 평가 결과에 따라서 대상 설비에 위치한 SPS 단말장치의 설정과 제어를 변경할 수 있다.The
또한, SPS 서버(160)는 사용자가 설정한 구간의 전력계통 정보를 시각적으로 사용자가 인식할 수 있게 표시할 수 있다.In addition, the
상기 표시되는 사항에는, 연계된 각 SPS 단말 장치의 상태(전력량, 트립, 기동 여부 등), PITR(Protective Information Transmitter and Receiver) 신호의 정보 등이 포함될 수 있다.The displayed items may include the status (power amount, trip, start-up, etc.) of each associated SPS terminal device, information on a Protective Information Transmitter and Receiver (PITR) signal, and the like.
또한, SPS 서버(160)는 통신 네트워크 시뮬레이터(150)를 통하여 연계되거나 등록된 SPS 단말 에뮬레이터(181)과 SPS 단말 컨트롤러(182)의 설정을 변경하거나 제어할 수 있다.In addition, the
또한, 온라인 과도 안정도 평가 수행에 활용하는 전력계통 데이터와 SPS 서버(160)가 수신한 SPS 단말 장치들의 정보가 다를 경우 이를 사용자에게 전달하고 우선 순위에 따라서 표시할 수 있다. In addition, when the power system data used to perform the online transient stability evaluation and the information of the SPS terminal devices received by the
기본 우선 순위로써, 통신으로 연계된 SPS 단말 장치(SPS 단말 에뮬레이터 또는 SPS 단말 컨트롤러 포함)들의 값을 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110) 또는 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)로부터 수신한 정보 보다 높게 할 수 있다.As a basic priority, the value of the SPS terminal devices (including the SPS terminal emulator or SPS terminal controller) linked through communication can be made higher than the information received from the power system
S250 단계에서, 전력계통 시뮬레이터(170) 실행할 수 있다.In step S250, the
상기 전력계통 시뮬레이터(170)는 EMS 서버, 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 수신한 전력계통 운영 정보에 따라서 사용자가 정의한 구간이나 특정 계통의 상세한 모델 또는 설비들에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.The
전력계통 시뮬레이터(170)는 RTDS(Real Time Digital Simulator) 또는 OPAL-RT와 같이 사용자가 구성한 전력계통을 실시간으로 처리 가능한 하드웨어 기반의 플랫폼을 포함할 수 있다.The
상기 전력계통 시뮬레이터(170)는 시뮬레이션 수행시, 사용자가 정의한 제어 방식과 신호에 따라서 디지털 및 아날로그 신호의 입·출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The
이러한 전력계통 시뮬레이터(170)가 제공하는 인터페이스를 통해 외부 기기나 장치를 연동할 수 있으며, 이를 이용하여 사용자의 감시나 제어를 수행할 수 있다.An external device or device may be interlocked through an interface provided by the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통 데이터 선택 및 처리 방법을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a power system data selection and processing method according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터 시스템(100)의 모의 계통 정보는 전력계통 EMS 서버, 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 사용자가 정의한 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110) 중에서 선택적으로 사용될 수 있다.As shown, the simulation system information of the SPS simulator system 100 according to an embodiment of the present invention is selected from among the electric power system EMS server, the electric power
이렇게 전력계통 EMS서버, 또는 전력계통 EMS 시뮬레이터(120)에서 데이터를 취득하는 경우 현재의 시간으로 시각 동기화를 수행할 수 있으며, 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)에서 데이터를 취득할 경우 이벤트 데이터의 시간 정보를 기준으로 GPS 시뮬레이터(130)를 사용하여 사용자 정의 시간으로 시각 동기화를 수행할 수 있다.In this way, when data is acquired from the power system EMS server or the power
이러한 과정을 통해 선택 또는 설정된 전력계통 데이터는 통신 네트워크 시뮬레이터(150)로 전달되며, 해당 네트워크를 통해 SPS 시뮬레이터 시스템(100)의 각 장치들로 전송될 수 있다.The selected or set power system data through this process is transmitted to the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 시각 동기화 선택 및 처리 방법을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a GPS time synchronization selection and processing method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 시뮬레이터의 시각 동기화 방법으로, GPS장치(140)를 이용한 시각 동기화를 수행할 수 있다. As the time synchronization method of the simulator according to an embodiment of the present invention, time synchronization using the
자세하게는, 이벤트 설정 데이터 혹은 특정 시간 조건이 필요한 경우에는 GPS 시뮬레이터(130)를 이용하여 사용자 정의 시간으로 시각 동기화를 수행할 수 있으며, 현재의 계통 데이터를 활용할 경우 GPS 장치(140)를 이용한 현재 GPS 신호를 활용하여 시각 동기화를 진행할 수 있다.In detail, when event setting data or a specific time condition is required, time synchronization can be performed with a user-defined time using the
이러한 과정을 통해 선택 또는 설정된 시각 동기화 데이터는 통신 네트워크 시뮬레이터(150)로 전달되며, 해당 네트워크를 통해 SPS 시뮬레이터 시스템(100)의 각 모듈들로 전송될 수 있다.Through this process, the selected or set time synchronization data is transmitted to the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크 시뮬레이터(150) 처리 방법을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a processing method of the
본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터 시스템(100)의 모든 데이터 송수신은 통신 네트워크 시뮬레이터(150)를 통하여 전달될 수 있다.All data transmission and reception of the SPS simulator system 100 according to an embodiment of the present invention may be transmitted through the
상기 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 SPS 시뮬레이터 시스템(100) 내 각 장치의 통신 방식과 규약을 제공하거나 수용할 수 있다.The
또한, 상기 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 SPS 시뮬레이터 시스템(100)의 정상적인 동작 중에도 사용자의 입력(네트워크 설정 변경, 통신 규약 변경, 데이터 오류, 프레임 제거 및 위·변조 등)에 의해 제어될 수 있으며, 이를 바로 반영할 수 있다.In addition, the
또한, 상기 통신 네트워크 시뮬레이터(150)는 수신된 GPS 시작 정보를 기준으로 네트워크의 계층구조와 조건에 따라서 시지연(time delay) 데이터 변경 등의 기능을 수행할 수 있다.In addition, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통 시뮬레이터(170)의 기능을 도시한 도면이다.6 is a view showing the function of the
전력계통 시뮬레이터(170)는 GPS 시각 동기화 정보 및 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 수신한 정보를 기준으로, 사용자가 설정하거나 정의한 전력계통 구간이나 특정 계통의 상세 모델링 및 설비들에 대한 실시간 시뮬레이션을 수행할 수 있다.The
전력계통 시뮬레이터(170) 실행 중 GPS 시각동기화 정보 및 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 전달된 정보가 갱신되는 경우 진행 중인 기능을 정지하고 갱신된 정보로 재 실행할 수 있다.When the GPS time synchronization information and the information transmitted from the power
전력계통 시뮬레이터(170) 실행 시 아날로그 및 디지털 출력 인터페이스를 이용하여 사용자가 지정한 신호의 출력을 재현, 연계된 SPS 단말 에뮬레이터(181) 도는 SPS 단말 컨트롤러(182)로 신호를 전달할 수 있다. When the
또한, 실시간 SPS 단말 컨트롤러와 에뮬레이터로부터 발생된 신호는 전력계통 시뮬레이터의 아날로그 및 디지털 입력으로 전달되어 상호간의 연동 및 루프 제어가 실행될 수 있다.In addition, signals generated from the real-time SPS terminal controller and the emulator are transmitted to analog and digital inputs of the power system simulator, so that interworking and loop control can be executed.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 서버(160) 및 SPS 단말 장치의 기능을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating functions of the
SPS 서버(160)는 GPS 시각 동기화 정보 및 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 수신한 정보를 기준으로 온라인 과도 안정도 평가를 수행할 수 있다.The
수행된 온라인 과도 안정도 평가 결과에 따라서 제어 대상인 복수개의 SPS 단말 에뮬레이터(181)와 SPS 단말 컨트롤러(182)의 설정을 실행할 수 있다.The settings of the plurality of
SPS 서버(160)는 등록된(제어 대상 SPS 단말 에뮬레이터(181) 또는 컨트롤러(182)) 대상의 상태를 확인하여, 전력계통 EMS 시뮬레이터(120) 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터(110)로부터 수신한 전력계통 정보와 현재 등록된 제어 대상장치간의 정보가 다를 경우 이를 사용자에게 알려주며, 보수적인 설정을 수행할 수 있도록 할 수 있다. (보수적인 설정이란 SPS 대상 컨트롤러의 차단 발전기 개수를 증가시키는 것을 포함한다.)The
SPS 서버(160)와 SPS 단말 에뮬레이터(181) 및 SPS 단말 컨트롤러(182) 간의 통신은 통신 네트워크 시뮬레이터(150)에서 설정된 통신 네트워크의 구성과 설정에 따라서 수행될 수 있다. Communication between the
즉, 도시된 통신 네트워크는 통신 네트워크 시뮬레이터(150)의 기능에 포함될 수 있다.That is, the illustrated communication network may be included in the function of the
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 SPS 시뮬레이터 시스템 및 그 제어 방법에 따라, 보다 안정적이고 효과적인 SPS(Special Protection Systems/Schemes) 시스템 및 그 제어 방법이 가능할 수 있다. According to the SPS simulator system and the control method thereof according to an embodiment of the present invention as described above, a more stable and effective Special Protection Systems/Schemes (SPS) system and a control method thereof may be possible.
즉, 실제 전력계통 데이터를 이용한 SPS 시스템 운영상의 예외처리 모의 및 평가, 사용자 정의 시간 설정을 통한 과거, 현재, 미래의 전력계통 및 환경 변화를 고려한 안정도 평가, 통신 네트워크의 재구성이나 재설정 또는 통신망에서 발생할 수 있는 다양한 현상을 모의하여 안정적인 통신·제어 방안을 수립할 수 있다.That is, simulation and evaluation of exception handling in SPS system operation using actual power system data, stability evaluation in consideration of past, present, and future power system and environmental changes through user-defined time setting, reconfiguration or resetting of communication networks, or A stable communication and control plan can be established by simulating various possible phenomena.
또한, 복수개의 SPS 단말 장치를 모의함으로서 SPS 단말 장치의 오류나 고장으로 인한 안정도 평가 및 후속 대처에 대한 방안을 마련할 수 있다.In addition, by simulating a plurality of SPS terminal devices, it is possible to prepare a plan for stability evaluation and subsequent countermeasures due to errors or failures of the SPS terminal devices.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the above and the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
100 : SPS 시뮬레이터 시스템 110 : 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터
120 : 전력계통 EMS 시뮬레이터 130 : GPS 시뮬레이터
140 : GPS 장치 150 : 통신 네트워크 시뮬레이터
160 : SPS 서버 170 : 전력계통 시뮬레이터
181 : SPS 단말 에뮬레이터 182 : SPS 단말 컨트롤러100: SPS simulator system 110: Power system event generation simulator
120: power system EMS simulator 130: GPS simulator
140
160: SPS server 170: power system simulator
181: SPS terminal emulator 182: SPS terminal controller
Claims (12)
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터에서 발생되는 상기 이벤트 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호 또는 사용자의 입력에 따른 특정 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 시뮬레이터;
상기 이벤트 데이터에 대한 과도 안정도를 평가하고, 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 서버;
상기 이벤트 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 전력계통 시뮬레이터;
상기 전력계통 시뮬레이터에서의 상기 시뮬레이션에 따라 상기 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 단말 시뮬레이터; 및
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, 상기 GPS 시뮬레이터, 상기 SPS 서버, 상기 전력계통 시뮬레이터, 상기 SPS 단말 시뮬레이터 및 상기 SPS 단말장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 처리하는 통신 네트워크 시뮬레이터를 포함하며,
상기 SPS 단말 장치는 상기 SPS 서버 또는 상기 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라, 탈락발전기에 대한 차단을 실행하고,
상기 SPS 단말 장치는 둘 이상의 복수로 구성되며, 하나의 SPS 단말 장치가 고장나는 경우, 다른 SPS 단말 장치가 상기 고장난 하나의 SPS 단말 장치의 기능을 대신 수행하는 SPS 시뮬레이터 시스템.a power system event generation simulator that generates an event in the power system according to a user's input;
a GPS simulator for generating a time synchronization signal synchronized with time information of the event data generated in the power system event generation simulator or a specific time synchronization signal according to a user input;
an SPS server that evaluates the transient stability of the event data and controls the SPS terminal device according to the evaluation result;
a power system simulator that performs a simulation on a user-defined section or a specific power facility based on the event data;
an SPS terminal simulator for controlling the SPS terminal device according to the simulation in the power system simulator; and
a communication network simulator that processes a communication method and a communication protocol between the power system event generation simulator, the GPS simulator, the SPS server, the power system simulator, the SPS terminal simulator, and the SPS terminal device,
The SPS terminal device executes blocking of the drop-out generator under the control of the SPS server or the SPS terminal simulator,
The SPS terminal device is composed of two or more, and when one SPS terminal device fails, another SPS terminal device performs the function of the broken one SPS terminal device instead of the SPS simulator system.
EMS 서버에서 제공하는 전력계통 운영정보를 상기 SPS 서버 또는 상기 전력계통 시뮬레이터로 전달하는 전력계통 EMS 시뮬레이터; 및
상기 전력계통 EMS 시뮬레이터에서 발생되는 전력계통 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 장치를 더 포함하며,
상기 SPS 서버는 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터로부터 전달받은 상기 전력계통 데이터를 바탕으로 과도 안정도를 평가하고, 상기 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하고,
상기 전력계통 시뮬레이터는 상기 전력계통 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하며,
상기 통신 네트워크 시뮬레이터는 상기 SPS 시뮬레이터 시스템과 상기 전력계통 EMS 시뮬레이터 및 상기 GPS 장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 추가 처리하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
According to claim 1,
a power system EMS simulator that transmits power system operation information provided by the EMS server to the SPS server or the power system simulator; and
Further comprising a GPS device for generating a time synchronization signal synchronized with the time information of the power system data generated in the power system EMS simulator,
The SPS server evaluates transient stability based on the power system data received from the power system EMS simulator, and controls the SPS terminal device according to the evaluation result,
The power system simulator performs a simulation for a user-defined section or a specific power facility based on the power system data,
The communication network simulator SPS simulator system, characterized in that the additional processing of the communication method and communication protocol between the SPS simulator system, the power system EMS simulator, and the GPS device.
상기 SPS 단말 시뮬레이터는
상기 SPS 단말 장치와 동일한 기능을 수행하는 하드웨어 장치인 SPS 단말 에뮬레이터; 및
상기 SPS 단말 장치와 동일한 기능을 수행하는 소프트웨어 및 마이크로프로세서를 포함하는 장치인 SPS 단말 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
3. The method of claim 2,
The SPS terminal simulator is
an SPS terminal emulator which is a hardware device performing the same function as the SPS terminal device; and
and an SPS terminal controller, which is a device including a microprocessor and software performing the same function as the SPS terminal device.
상기 SPS 단말 장치를 제어할 수 없는 경우,
상기 SPS 단말 에뮬레이터 및 상기 SPS 단말 컨트롤러는 직접 상기 탈락발전기에 대한 차단을 실행하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
4. The method of claim 3,
If the SPS terminal device cannot be controlled,
SPS simulator system, characterized in that the SPS terminal emulator and the SPS terminal controller directly execute the blocking of the drop-out generator.
상기 전력계통 시뮬레이터는
아날로그 또는 디지털 입출력 장치를 통하여 외부기기와 연동되는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
According to claim 1,
The power system simulator
SPS simulator system, characterized in that it is linked with an external device through an analog or digital input/output device.
상기 전력계통 시뮬레이터는
상기 전력계통 EMS 시뮬레이터, 상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, 상기 GPS 시뮬레이터 및 상기 GPS 장치 중 적어도 하나로부터 전달된 정보가 갱신되는 경우,
진행 중인 시뮬레이션을 정지하고 갱신된 정보로 재 실행되는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
3. The method of claim 2,
The power system simulator
When information transmitted from at least one of the power system EMS simulator, the power system event generation simulator, the GPS simulator, and the GPS device is updated,
SPS simulator system, characterized in that the simulation in progress is stopped and re-executed with the updated information.
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터에서 발생되는 상기 이벤트 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호 또는 사용자의 입력에 따른 특정 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 시뮬레이터;
상기 이벤트 데이터에 대한 과도 안정도를 평가하고, 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 서버;
상기 이벤트 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 전력계통 시뮬레이터;
상기 전력계통 시뮬레이터에서의 상기 시뮬레이션에 따라 상기 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 단말 시뮬레이터; 및
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, 상기 GPS 시뮬레이터, 상기 SPS 서버, 상기 전력계통 시뮬레이터, 상기 SPS 단말 시뮬레이터 및 상기 SPS 단말장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 처리하는 통신 네트워크 시뮬레이터를 포함하며,
상기 SPS 단말 장치는 상기 SPS 서버 또는 상기 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라, 탈락발전기에 대한 차단을 실행하고,
상기 통신 네트워크 시뮬레이터는, 상기 SPS 시뮬레이터 시스템 내의 사이버 보안 기능을 수행하며, 각 장치들간의 데이터 프레임 감시 또는 제어를 수행하는 사용자 인터페이스를 제공하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
a power system event generation simulator that generates an event in the power system according to a user's input;
a GPS simulator for generating a time synchronization signal synchronized with time information of the event data generated in the power system event generation simulator or a specific time synchronization signal according to a user input;
an SPS server that evaluates the transient stability of the event data and controls the SPS terminal device according to the evaluation result;
a power system simulator that performs a simulation on a user-defined section or a specific power facility based on the event data;
an SPS terminal simulator for controlling the SPS terminal device according to the simulation in the power system simulator; and
a communication network simulator that processes a communication method and a communication protocol between the power system event generation simulator, the GPS simulator, the SPS server, the power system simulator, the SPS terminal simulator, and the SPS terminal device,
The SPS terminal device executes blocking of the drop-out generator under the control of the SPS server or the SPS terminal simulator,
The communication network simulator performs a cyber security function in the SPS simulator system and provides a user interface for monitoring or controlling data frames between devices.
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터에서 발생되는 상기 이벤트 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호 또는 사용자의 입력에 따른 특정 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 시뮬레이터;
상기 이벤트 데이터에 대한 과도 안정도를 평가하고, 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 서버;
상기 이벤트 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 전력계통 시뮬레이터;
상기 전력계통 시뮬레이터에서의 상기 시뮬레이션에 따라 상기 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 단말 시뮬레이터; 및
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, 상기 GPS 시뮬레이터, 상기 SPS 서버, 상기 전력계통 시뮬레이터, 상기 SPS 단말 시뮬레이터 및 상기 SPS 단말장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 처리하는 통신 네트워크 시뮬레이터를 포함하며,
상기 SPS 단말 장치는 상기 SPS 서버 또는 상기 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라, 탈락발전기에 대한 차단을 실행하고,
상기 통신 네트워크 시뮬레이터는, 사용자 정의를 바탕으로, 통신망의 계층구조 또는 네트워크 구성요소를 변경하여 재 설정하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
a power system event generation simulator that generates an event in the power system according to a user's input;
a GPS simulator for generating a time synchronization signal synchronized with time information of the event data generated in the power system event generation simulator or a specific time synchronization signal according to a user input;
an SPS server that evaluates the transient stability of the event data and controls the SPS terminal device according to the evaluation result;
a power system simulator that performs a simulation on a user-defined section or a specific power facility based on the event data;
an SPS terminal simulator for controlling the SPS terminal device according to the simulation in the power system simulator; and
a communication network simulator that processes a communication method and a communication protocol between the power system event generation simulator, the GPS simulator, the SPS server, the power system simulator, the SPS terminal simulator, and the SPS terminal device,
The SPS terminal device executes blocking of the drop-out generator under the control of the SPS server or the SPS terminal simulator,
The communication network simulator, based on user definition, SPS simulator system, characterized in that by changing the hierarchical structure or network components of the communication network and reconfiguration.
상기 통신 네트워크 시뮬레이터는
상기 GPS 시뮬레이터 또는 상기 GPS 장치로부터 수신된 GPS 시작 정보를 기준으로, 네트워크의 계층구조와 조건에 따른 시지연(time delay) 데이터 변경을 수행하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
3. The method of claim 2,
The communication network simulator is
Based on the GPS start information received from the GPS simulator or the GPS device, the SPS simulator system, characterized in that the time delay data change according to the hierarchy and conditions of the network.
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터에서 발생되는 상기 이벤트 데이터의 시각 정보와 동기화된 시각동기화 신호 또는 사용자의 입력에 따른 특정 시각동기화 신호를 생성하는 GPS 시뮬레이터;
상기 이벤트 데이터에 대한 과도 안정도를 평가하고, 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 서버;
상기 이벤트 데이터를 바탕으로 사용자가 정의한 구간 또는 특정 전력설비에 대한 시뮬레이션을 수행하는 전력계통 시뮬레이터;
상기 전력계통 시뮬레이터에서의 상기 시뮬레이션에 따라 상기 SPS 단말 장치를 제어하는 SPS 단말 시뮬레이터; 및
상기 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터, 상기 GPS 시뮬레이터, 상기 SPS 서버, 상기 전력계통 시뮬레이터, 상기 SPS 단말 시뮬레이터 및 상기 SPS 단말장치간의 통신 방식과 통신 프로토콜을 처리하는 통신 네트워크 시뮬레이터를 포함하며,
상기 SPS 단말 장치는 상기 SPS 서버 또는 상기 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라, 탈락발전기에 대한 차단을 실행하고,
상기 전력계통 시뮬레이터는, 상기 SPS 단말 시뮬레이터로부터 상기 시뮬레이션 정보 및 상기 SPS 단말 장치 제어 정보를 전달받고, 이에 따른 루프 제어를 통해 상호 연동 되는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이터 시스템.
a power system event generation simulator that generates an event in the power system according to a user's input;
a GPS simulator for generating a time synchronization signal synchronized with time information of the event data generated in the power system event generation simulator or a specific time synchronization signal according to a user input;
an SPS server that evaluates the transient stability of the event data and controls the SPS terminal device according to the evaluation result;
a power system simulator that performs a simulation on a user-defined section or a specific power facility based on the event data;
an SPS terminal simulator for controlling the SPS terminal device according to the simulation in the power system simulator; and
a communication network simulator that processes a communication method and a communication protocol between the power system event generation simulator, the GPS simulator, the SPS server, the power system simulator, the SPS terminal simulator, and the SPS terminal device,
The SPS terminal device executes blocking of the drop-out generator under the control of the SPS server or the SPS terminal simulator,
The power system simulator receives the simulation information and the SPS terminal device control information from the SPS terminal simulator, and interworks with each other through loop control accordingly.
통신 네트워크 시뮬레이터가 전력계통 EMS 시뮬레이터 또는 전력계통 이벤트 발생 시뮬레이터로부터 전력계통 정보를 전달받는 단계;
상기 통신 네트워크 시뮬레이터가 GPS 시뮬레이터 또는 GPS 장치로부터 상기 전력계통 정보에 따른 시각동기화 정보를 전달받는 단계;
SPS 서버가 상기 통신 네트워크 시뮬레이터로부터 전달받은 상기 전력계통 정보 및 그에 따른 시각동기화 정보를 바탕으로 온라인 과도 안정도 평가를 수행하고, 상기 평가 결과에 따라 SPS 단말 장치를 제어하는 단계;
전력계통 시뮬레이터가 상기 통신 네트워크 시뮬레이터로부터 전달받은 상기 전력계통 정보 및 그에 따른 시각동기화 정보를 바탕으로 사용자가 정의한 구간이나 상기 전력계통의 특정 전력설비들에 대한 시뮬레이션을 수행하는 단계; 및
SPS 단말 시뮬레이터가 상기 SPS 서버에서의 평가 결과 또는 상기 전력계통 시뮬레이터의 시뮬레이션 결과를 바탕을 상기 SPS 단말 장치를 제어하는 단계를 포함하며,
상기 SPS 단말 장치는 상기 SPS 서버 또는 상기 SPS 단말 시뮬레이터의 제어에 따라 탈락발전기에 대한 차단을 실행하고,
상기 SPS 단말 장치는 둘 이상의 복수로 구성되며, 하나의 SPS 단말 장치가 고장나는 경우, 다른 SPS 단말 장치가 상기 고장난 하나의 SPS 단말 장치의 기능을 대신 수행하는 것을 특징으로 하는 SPS 시뮬레이션 제어 방법.In the SPS simulation control method using the SPS simulation system,
receiving, by the communication network simulator, power system information from a power system EMS simulator or a power system event generation simulator;
receiving, by the communication network simulator, time synchronization information according to the power system information from a GPS simulator or a GPS device;
performing, by the SPS server, an on-line transient stability evaluation based on the power system information received from the communication network simulator and the corresponding time synchronization information, and controlling the SPS terminal device according to the evaluation result;
performing, by a power system simulator, a simulation on a section defined by a user or specific power facilities of the power system based on the power system information received from the communication network simulator and the corresponding time synchronization information; and
SPS terminal simulator comprising the step of controlling the SPS terminal device based on the evaluation result in the SPS server or the simulation result of the power system simulator,
The SPS terminal device blocks the drop-out generator under the control of the SPS server or the SPS terminal simulator,
The SPS terminal device is composed of two or more, and when one SPS terminal device fails, another SPS terminal device performs the function of the one SPS terminal device that has failed.
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