KR102318452B1 - Methods for on-line power system inertia monitoring and frequency simulation and apparatuses thereof - Google Patents

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KR102318452B1 KR1020190105058A KR20190105058A KR102318452B1 KR 102318452 B1 KR102318452 B1 KR 102318452B1 KR 1020190105058 A KR1020190105058 A KR 1020190105058A KR 20190105058 A KR20190105058 A KR 20190105058A KR 102318452 B1 KR102318452 B1 KR 102318452B1
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Abstract

본 발명은 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법으로서, 전력계통감지시스템(SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition)으로부터 전력계통 데이터를 수신하는 단계; 수신된 전력계통 데이터를 기반으로, 계통관성값을 산출하는 단계; 및 산출된 계통관성값을 기반으로, 시계열 계통관성 데이터 및 계통관성 증감패턴을 출력하는 단계를 포함한다.The present invention provides an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation method, comprising: receiving power system data from a power system detection system (SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition); calculating a system inertia value based on the received power system data; and outputting time series systemic inertia data and a systemic inertia increase/decrease pattern based on the calculated systemic inertia value.

Description

On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법 및 장치{METHODS FOR ON-LINE POWER SYSTEM INERTIA MONITORING AND FREQUENCY SIMULATION AND APPARATUSES THEREOF}METHODS FOR ON-LINE POWER SYSTEM INERTIA MONITORING AND FREQUENCY SIMULATION AND APPARATUSES THEREOF

본 발명은 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실시간으로 전력계통 운전상태 정보를 반영하여 전력계통의 관성을 감시하고, 부하 등의 변동에 따라 주파수 시뮬레이션을 신속하게 출력하여 제공할 수 있는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation method and apparatus, and more particularly, by reflecting the power system operation state information in real time to monitor the inertia of the power system, and to perform frequency simulation according to changes in load, etc. It relates to an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation method and apparatus that can quickly output and provide.

일반적으로 전력계통은 전기 수요에 대응하여 발전소, 변전소 및 부하를 송전선으로 연결하여 전력의 발생부터 소비까지 이루어지는 하나의 시스템을 말한다. 이러한 전력계통은 전력의 발생과 소비가 동시에 일어나기 때문에 수요와 공급의 평형이 이루어져야 하고, 이를 구현하기 위해 전력계통 안정화에 대한 지속적인 감시가 요구된다.In general, a power system refers to a system from generation to consumption of power by connecting a power plant, a substation, and a load with a transmission line in response to electricity demand. Since generation and consumption of power occur simultaneously in such a power system, a balance between supply and demand must be achieved, and continuous monitoring of power system stabilization is required to realize this.

종래에는 전력계통이 소규모로 형성되어 감시가 용이하였으나, 점차 산업의 고도화, 정보화로 인해 전력수요가 증가됨에 따라 전력설비도 대규모화, 복잡화되었기 때문에 인위적으로 수행하던 방법을 통해 전력계통의 안정화를 도모하고, 운용하기에 어려운 한계에 도달하였다.In the past, the power system was formed on a small scale, so it was easy to monitor. However, as the demand for electricity gradually increased due to the advancement of industry and information technology, the power facilities were also enlarged and complicated. and reached a limit that was difficult to operate.

특히, 최근에는 신재생 에너지에 대한 비중의 증가로 인해 컨버터 기반의 신재생 에너지형 전력계통에 대한 관심이 증가하고 있으며, 이와 관련된 많은 연구와 개발이 이루어지고 있다.In particular, in recent years, due to an increase in the proportion of renewable energy, interest in a converter-based renewable energy type power system is increasing, and a lot of research and development related thereto are being conducted.

즉, 컨터버 기반의 신재생에너지에 대한 비중의 증가로 인해 전력계통의 관성이 지속적으로 감소하고 있으며, 이에 따라 계통관성을 실시간으로 감시하고, 관리할 수 있는 시스템이 필요하게 되었다.That is, the inertia of the power system is continuously decreasing due to the increase in the proportion of converter-based renewable energy, and accordingly, a system capable of monitoring and managing the system inertia in real time is required.

또한, 최근에는 계통분리, 발전기 탈락, 송전선로의 연쇄차단 등 광범위한 파급 고장을 방지하기 위해 고장파급방지시스템(SPS: Special Protection System)과 주파수 조정용 에너지저장장치 등을 운영하면서 주파수 안정도에 대한 관심과 중요도도 함께 높아지게 되었다.In addition, recently, to prevent a wide range of ripple failures such as system separation, generator dropout, and chain interruption of power transmission lines, a special protection system (SPS) and an energy storage device for frequency adjustment have been operated to increase interest in frequency stability and increase interest in frequency stability. The importance also increased.

예를 들어, 전력계통에서 발전기 탈락이나 부하 증가와 같은 외란이 발생하는 경우에 전기에너지가 부족하므로 전력계통의 주파수는 감소하게 된다. 일 예로 국내에서는 주파수가 59.2Hz가 되면 발전기의 연쇄적인 탈락을 방지하기 위해 저주파수 부하차단(UFLS: Under Frequency Load Shedding) 계전기가 작동하여 6%의 부하를 차단시키고, 매 0.2Hz 감소시 추가로 6%의 부하를 탈락시킨다.For example, when a disturbance such as a generator dropout or an increase in load occurs in the power system, the frequency of the power system is reduced because electric energy is insufficient. For example, in Korea, when the frequency reaches 59.2Hz, a UFLS (Under Frequency Load Shedding) relay operates to prevent a chain drop-off of the generator and cuts off 6% of the load. % of the load is dropped.

따라서, 외란이 발생하는 경우에 전력망의 최저 주파수는 계통의 신뢰도를 결정짓는 중요한 기준이 되고, 부하 차단을 방지하기 위해서는 전력망의 주파수가 일정 범위 이하가 되지 않도록 해야 한다.Therefore, in the case of disturbance, the lowest frequency of the power grid becomes an important criterion for determining the reliability of the system, and in order to prevent load shedding, the frequency of the power grid should not be below a certain range.

하지만, 종래의 주파수 안정도 검토는 Off-line 전력계통 안정도 해석을 이용하므로 현재 신재생에너지 기반의 전력계통에 대한 상황을 정확하게 반영할 수 없고, 또한 전력계통에 대한 해석이 복잡하고, 주파수 모의를 위한 시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.However, since the conventional frequency stability review uses off-line power system stability analysis, it cannot accurately reflect the current state of the renewable energy-based power system, and the analysis of the power system is complicated, and the There was a problem that took a lot of time and money.

따라서, 실시간으로 전력계통 운전상태 정보를 반영하여 전력계통의 안정도를 해석하고, 부하 등의 변동에 따라 주파수 시뮬레이션을 신속하게 출력하여 제공하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법 및 장치에 대한 필요가 당업계에서 점차 증가하고 있는 실정이다.Therefore, on-line power system inertia monitoring and frequency simulation methods and devices that analyze the stability of the power system by reflecting the power system operation status information in real time, and quickly output a frequency simulation according to changes in load, etc. There is a growing need in the art.

따라서 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 실시간으로 전력계통 운전상태 정보를 반영하여 전력계통의 관성을 감시하고, 부하 등의 변동에 따라 주파수 시뮬레이션을 신속하게 출력하여 제공할 수 있는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to monitor the inertia of the power system by reflecting the power system operation state information in real time, and to quickly output a frequency simulation according to changes in load, etc. It is to provide an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation method and apparatus that can be provided.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법으로서, 전력계통감지시스템(SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition)으로부터 전력계통 데이터를 수신하는 단계; 수신된 전력계통 데이터를 기반으로, 계통관성값을 산출하는 단계; 및 산출된 계통관성값을 기반으로, 시계열 계통관성 데이터 및 계통관성 증감패턴을 출력하는 단계를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, as an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation method, receiving power system data from a power system detection system (SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition) ; calculating a system inertia value based on the received power system data; and outputting time series systemic inertia data and a systemic inertia increase/decrease pattern based on the calculated systemic inertia value.

상기 상기 전력계통감지시스템(SCADA)으로부터 수신된 전력계통 데이터는 발전기 운전상태 정보, 기준용량 정보 및 관성정수 정보를 포함한다.The power system data received from the power system detection system (SCADA) includes generator operation state information, reference capacity information, and inertia constant information.

상기 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 전기적 입력(발전력)과 전기적 출력(전력 수요)의 차이에 의한 가속력을 산출하고, 이를 이용하여 전력계통의 주파수 변화를 산출한다.By substituting the calculated system inertia value into the following equation, the acceleration force due to the difference between the electrical input (generation power) and the electrical output (power demand) is calculated, and the frequency change of the power system is calculated using this.

[수학식][Equation]

Figure 112019088012182-pat00001
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여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미함.Here, H means the systematic inertia constant, δ means angular velocity, and Pm, Pe, and Pa mean mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively.

또한, 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 발전기 모델 및 에너지저장장치(ESS; Energy Storage System) 모델 중 적어도 하나의 최적 피라미터를 산출하는 단계를 더 포함한다.The method further includes calculating at least one optimal parameter of a generator model and an energy storage system (ESS) model by substituting the calculated system inertia value into the following equation.

[수학식][Equation]

Figure 112019088012182-pat00002
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여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미한다.Here, H denotes a systematic inertia constant, δ denotes angular velocity, and Pm, Pe, and Pa denote mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively.

발전기 부하값 또는 재생에너지 출력값을 변동시켜서 각속도 변화를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 각속도 변화에 근거하여, 상기 발전기 모델 및 상기 에너지저장장치(ESS) 모델 중 적어도 하나의 시계열 분석 데이터를 출력하는 단계를 더 포함한다.calculating an angular velocity change by varying a generator load value or a renewable energy output value; and outputting time series analysis data of at least one of the generator model and the energy storage system (ESS) model based on the calculated angular velocity change.

추가로, 상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 상기의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록될 수 있다.In addition, in the computer-readable recording medium according to another embodiment of the present invention for solving the above technical problem, a program for performing the above method may be recorded.

추가로, 상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치는, 전력계통감지시스템(SCADA)으로부터 전력계통 데이터를 수신하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부를 통해 수신된 전력계통 데이터를 기반으로, 계통관성값을 산출하는 계통관성 계산부; 및 상기 계통관성 계산부를 통해 산출된 계통관성값을 기반으로, 시계열 계통관성 데이터 및 계통관성 증감패턴을 출력하는 디스플레이부를 포함한다.In addition, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device according to another embodiment of the present invention for solving the above technical problem, a data collection unit for receiving the power system data from the power system detection system (SCADA) ; a system inertia calculator for calculating a system inertia value based on the power system data received through the data collection unit; and a display unit for outputting time series system inertia data and a system inertia increase/decrease pattern based on the system inertia value calculated through the system inertia calculator.

상기 전력계통 데이터는 발전기 운전상태 정보, 기준용량 정보 및 관성정수 정보를 포함한다.The power system data includes generator operation state information, reference capacity information, and inertia constant information.

상기 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 전기적 입력(발전력)과 전기적 출력(전력수요)의 차이에 의한 가속력을 산출하고, 이를 이용하여 전력계통의 주파수 변화를 산출한다.By substituting the calculated system inertia value into the following equation, the acceleration force due to the difference between the electrical input (generation power) and the electrical output (power demand) is calculated, and the frequency change of the power system is calculated using this.

상기 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 발전기 모델 및 에너지저장장치(ESS) 모델 중 적어도 하나의 최적 피라미터를 산출하는 피라미터 계산부를 더 포함한다.By substituting the calculated system inertia value into the following equation, it further includes a parameter calculation unit for calculating at least one optimal parameter of a generator model and an energy storage system (ESS) model.

[수학식][Equation]

Figure 112019088012182-pat00003
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여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미한다.Here, H denotes a systematic inertia constant, δ denotes angular velocity, and Pm, Pe, and Pa denote mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively.

발전기 부하값 또는 재생에너지 출력값을 변동시켜서 각속도 변화를 산출하는 주파수 변화 산출부; 및 상기 주파수 변화 산출부를 통해 산출된 각속도 변화에 근거하여, 상기 발전기 모델 및 상기 에너지저장장치(ESS) 모델 중 적어도 하나의 시계열 분석 데이터를 출력하는 시뮬레이션부를 더 포함한다.a frequency change calculator for calculating an angular velocity change by changing a generator load value or a renewable energy output value; and a simulation unit for outputting time series analysis data of at least one of the generator model and the energy storage system (ESS) model based on the change in the angular velocity calculated through the frequency change calculation unit.

본 발명은 실시간으로 전력계통 운전상태 정보를 반영하여 전력계통의 관성을 감시하고, 부하 등의 변동에 따라 주파수 시뮬레이션을 신속하게 출력하여 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of monitoring the inertia of the power system by reflecting the power system operation state information in real time, and quickly outputting and providing a frequency simulation according to a change in load, etc.

또한, 본 발명은 전력계통의 관성과 주파수 안정도를 실시간으로 감시하여 전력계통에 대한 데이터를 수집함으로써, 향후 신재생에너지 비중의 확대에 따른 효율적인 계통계획을 수립하고, 이를 기반으로 전력계통을 보다 안정적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention collects data on the power system by monitoring the inertia and frequency stability of the power system in real time, thereby establishing an efficient system plan according to the expansion of the proportion of new and renewable energy in the future, and based on this, the power system is more stable It has the effect of being able to operate as

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 시스템의 개괄도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)의 기능적 블록도를 도시한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도를 각각 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 실시예에 따른 주파수 변화를 발전기 모델 또는 에너지저장장치(ESS) 모델의 입력값으로 제공하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 순환 루프 형태로 나타낸 것이다.
도 6은 도 4에 도시된 실시예에 따른 시계열 분석 데이터를 나타내는 그래프이다.1 shows a schematic diagram of an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a functional block diagram of an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 each show a flowchart for explaining an operating method of an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a cyclic loop form of an operating method of an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device that provides a frequency change according to the embodiment shown in FIG. 4 as an input value of a generator model or an energy storage system (ESS) model. it has been shown
6 is a graph illustrating time series analysis data according to the embodiment shown in FIG. 4 .

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 시스템의 개괄도를 도시한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 전력계통감지시스템(SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition, 100)으로부터 전력계통의 운전 상태정보에 관한 데이터를 수신하여 상기 전력계통을 실시간으로 감시하고, 이 경우 전력계통감지시스템(100)에는 On-line으로 전력계통의 안정도를 해석하는 송전망안정도해석(TSM: Transmission Security Management)이 연계될 수 있다.1 shows a schematic diagram of an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation system according to an embodiment of the present invention. 1, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention is a power system detection system (SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition, 100) of the power system The power system is monitored in real time by receiving data related to the operation state information, and in this case, the power system detection system 100 has a Transmission Security Management (TSM) that analyzes the stability of the power system on-line. can be linked

여기서, 송전망안정도해석(TSM)에는 전력계통의 안정도 해석을 위한 데이터베이스(Database)를 생성하는 상태추정(State Estimation)기능이 구비되고, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 이러한 상태추정기능을 통해 생성되는 전력계통 해석용 데이터베이스와 전력계통의 관성을 모니터링 가능하도록 제공하는 것을 특징으로 한다.Here, the transmission network stability analysis (TSM) is equipped with a state estimation function that generates a database (Database) for the stability analysis of the power system, and the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device 200 is such a It is characterized by providing a database for power system analysis generated through the state estimation function and monitoring the inertia of the power system.

더불어, 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 전력계통의 안정도 해석을 위해 생성되는 데이터베이스를 기반으로 전력계통의 발전기, 에너지저장장치(ESS: Energy Storage System) 등의 동적(Dynamic)모델 정보를 활용하여 계통주파수의 분석에 용이한 시뮬레이션을 제공할 수도 있다.In addition, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention is based on the database generated for the stability analysis of the power system, the generator of the power system, the energy storage device (ESS: Energy) Storage System), etc., can be used to provide easy simulation for system frequency analysis by using dynamic model information.

즉, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 전력계통감시시스템(100)에 탑재된 송전망안정도해석(TSM)로부터 현재 운영 중인 전력계통정보와, 발전기 등의 전력설비의 동적 데이터를 수신하여 계통관성을 On-line으로 연산 및 모니터링하고, 발전기 또는 부하의 탈락, 부하의 변동 등에 의한 주파수 변화를 시뮬레이션할 수 있도록 구성된다.That is, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device 200 provides the current power system information from the transmission grid stability analysis (TSM) mounted on the power system monitoring system 100, and the dynamic data of power facilities such as generators. It is configured to calculate and monitor system inertia on-line by receiving

보다 구체적으로, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 전력계통 관성의 모니터링을 위해 송전망안정도해석(TSM)로부터 계통해석용 데이터베이스(예를 들어, 발전기의 운전상태, 발전기별 기준용량, 등의 정보)를, 발전기의 동적모델 데이터로부터 발전기별 관성정수 정보 등을 각각 수신할 수 있다.More specifically, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 is a system analysis database (for example, information such as the operating state of the generator, the reference capacity of each generator, etc.) and the inertia constant information for each generator from the dynamic model data of the generator can be received, respectively.

또한, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 수신된 계통해석용 데이터베이스(예를 들어, 발전기의 운전상태, 발전기별 기준용량, 등의 정보)를 기반으로 각각의 발전기에 대한 관성을 계산한 다음에 운전 상태인 발전기 각각의 관성의 합을 구하여 계통관성을 산정할 수 있다. 즉, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 산정된 계통관성을 기반으로 시계열 관성 데이터, 장기 또는 단기 관성 추세 및 변동성, 임계 관성(Critical Inertia) 감시 결과 등을 관리자에게 제공할 수도 있다.In addition, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device 200 for each generator based on the received system analysis database (eg, information such as the operating state of the generator, the reference capacity for each generator, etc.) After calculating the inertia, the system inertia can be calculated by calculating the sum of the inertias of each generator in operation. That is, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device 200 provides time-series inertia data, long-term or short-term inertia trends and variability, and critical inertia monitoring results to the manager based on the calculated system inertia. may be

추가로, 본 발명의 다른 일 실시예에서, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 산정된 계통 관성정수, 총 발전력 및 총 수요정보를 이용하여 발전기 및 에너지저장장치(ESS)의 제어 모듈을 모델링할 수도 있고, 더불어, 전력계통 주파수의 시뮬레이션을 위해 상정고장, 부하 및 재생에너지의 출력 등을 인위적으로 변경하여 전력계통의 주파수 변화를 시뮬레이션 할 수도 있다.In addition, in another embodiment of the present invention, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device 200 is a generator and energy storage device (ESS) using the calculated system inertia constant, total power generation and total demand information. can model the control module of the power system, and in addition, it is also possible to simulate the frequency change of the power system by artificially changing the assumed failure, the load and the output of renewable energy for the simulation of the power system frequency.

즉, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 구축된 발전기 및 에너지저장장치(ESS) 각각의 제어 모듈을 통해 발전과 수요의 불균형을 검출하여 각속도의 변화 즉, 주파수의 변화를 산정하고, 산정된 주파수 변화를 발전기 모델과 에너지저장장치(ESS) 모델 등의 입력으로 제공하여 발전기 모델과 에너지저장장치(ESS) 모델 각각의 응답특성에 따라 출력된 값이 발전력과 수요의 차이를 계산하여 입력됨으로써, 순환 루프(loop) 형태를 통해 발전기별 또는 에너지저장장치(ESS)별 결과 분석 데이터를 제공할 수 있으며, 이러한 결과 분석 데이터는 향후 전력계통의 계획과 운영에 이용될 수 있다. 이와 관련된 본 발명의 구체적인 설명은 이하의 도 3 내지 도 6에 도시된 블록도, 순서도, 개략도, 등을 기초로 하여 이하에서 보다 상술하기로 한다.That is, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device 200 detects the imbalance between power generation and demand through the built-in generator and each control module of the energy storage system (ESS) to detect the change in angular velocity, that is, the change in frequency. Calculated and provided the calculated frequency change as an input to the generator model and energy storage system (ESS) model, etc. By calculating and inputting, it is possible to provide result analysis data for each generator or energy storage system (ESS) through a circulation loop form, and this result analysis data can be used for future power system planning and operation. A detailed description of the present invention related thereto will be described in more detail below based on the block diagrams, flowcharts, schematic diagrams, and the like shown in FIGS. 3 to 6 below.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)의 기능적 블록도를 도시하고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치의 동작 방법(S300, S400)을 설명하기 위한 순서도를 각각 도시한다.2 is a functional block diagram of an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are on-line according to an embodiment of the present invention. A flowchart for explaining the operation method (S300, S400) of the power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus is shown, respectively.

참고로, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 이하에서 보다 상술하게 기술되는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 구성하는 각 단계들을 실행하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 도 3 및 도 4에 예시적으로 도시되는 바와 같이 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치의 동작 방법(S300, S400)을 구성하는 각 단계들을 실행하도록 구성될 수 있다.For reference, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 may be configured to execute each step constituting the operating method of the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus described in more detail below. For example, as shown by way of example in FIGS. 3 and 4 , the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device 200 is an operating method (S300) of the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device. , may be configured to execute each of the steps constituting S400).

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는, 데이터 수집부(210), 통신부(220), 저장부(230), 계통관성 계산부(240), 디스플레이부(250), 등으로 구성될 수 있다.First, referring to FIGS. 2 and 3 , an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a data collection unit 210 , a communication unit 220 , and a storage unit ( 230), a system inertia calculator 240, a display unit 250, and the like.

데이터 수집부(210)는 전력계통감지시스템(100)으로부터 전력계통 데이터를 수신할 수 있다(S310). 예를 들어, 데이터 수집부(210)는 통신부(220)를 통해 전력계통감지시스템(100)으로부터, 보다 바람직하게는 전력계통감지시스템(100)에 탑재된 송전망안정도해석(TSM)으로부터 전력계통 데이터를 유선 또는 무선으로 수신할 수 있으며, 수신된 전력계통 데이터는 발전기 운전상태 정보, 기준용량 정보 및 관성정수 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The data collection unit 210 may receive power system data from the power system detection system 100 (S310). For example, the data collection unit 210 is the power system data from the power system detection system 100 through the communication unit 220, more preferably from the grid stability analysis (TSM) mounted on the power system detection system 100. may be received by wire or wirelessly, and the received power system data may include at least one of generator operation state information, reference capacity information, and inertia constant information.

참고로, 통신부(220)는 전력계통감지시스템(100) 등으로부터 전력계통 데이터를 유선 또는 무선으로 수신하여 데이터 수집부(210)로 전달하거나 또는 저장부(230)에 저장할 수 있다. 이러한 전력계통 데이터에는 텍스트, 이미지, 동화상 등의 컨텐츠가 포함될 수 있고, 통신부(220)는 랜(LAN), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), WiBro(Wireless Broadband Internet), RF(Radio Frequency)통신, 무선랜(Wireless LAN), 와이파이(Wireless Fidelity), NFC(Near Field Communication), 블루투스, 적외선 통신 등을 통해 통신할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 통신부(220)는 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 당해 기술분야에서 적용 가능한 다양한 유,무선 통신 기술이 이용될 수 있다.For reference, the communication unit 220 may receive power system data from the power system detection system 100 or the like by wire or wirelessly and transmit it to the data collection unit 210 or store it in the storage unit 230 . Such power system data may include content such as text, images, and moving images, and the communication unit 220 is a LAN, Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), Long Term Evolution (LTE), Wireless Broadband Internet (WiBro). , RF (Radio Frequency) communication, wireless LAN (Wireless LAN), Wi-Fi (Wireless Fidelity), NFC (Near Field Communication), Bluetooth, infrared communication can be communicated. However, this is an example, and the communication unit 220 may use various wired and wireless communication technologies applicable in the art according to an embodiment to which the present invention is applied.

저장부(230)는 통신부(220)를 통해 수신되는 전력계통 데이터 예를 들어, 발전기 운전상태 정보, 기준용량 정보 및 관성정수 정보, 등 전력계통과 관련되는 다양한 데이터가 저장될 수 있다. 참고로, 저장부(230)는 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, HDD(Hard Disk Drive), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), CF(Compact Flash) 카드, SD(Secure Digital) 카드, SM(Smart Media) 카드, MMC(Multimedia) 카드 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 다양한 형태의 저장 장치로 구현될 수 있으며, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)의 내부에 구비되거나, 또는 별도의 외부 장치에 구비될 수도 있다.The storage unit 230 may store various data related to the power system, such as power system data received through the communication unit 220 , for example, generator operation state information, reference capacity information and inertia constant information, and the like. For reference, the storage unit 230 is, as known to those skilled in the art, a hard disk drive (HDD), read only memory (ROM), random access memory (RAM), electrically erasable and programmable read only memory (EEPROM), flash Various types of storage devices that allow input and output of information, such as flash memory, CF (Compact Flash) card, SD (Secure Digital) card, SM (Smart Media) card, MMC (Multimedia) card, or Memory Stick may be implemented, and may be provided inside the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200, or may be provided in a separate external device.

또한, 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 저장부(230)에는 또는 저장부(230)와는 별개로 데이터 백업(data backup)을 위한 추가 메모리가 더 구비될 수 있으며, 제어부(미도시)는 저장부(230)에 저장된 발전기 운전상태 정보, 기준용량 정보 및 관성정수 정보, 등 전력계통과 관련된 다양한 데이터를 백업하여 상기 추가 메모리에 저장함으로써, 데이터 유실 또는 분실에 대한 능동적인 대처를 가능하게 한다.In addition, according to an additional embodiment of the present invention, an additional memory for data backup may be further provided in the storage unit 230 or separately from the storage unit 230 , and the controller (not shown) stores the storage unit 230 . By backing up various data related to the power system, such as generator operation state information, reference capacity information and inertia constant information, stored in the unit 230 and storing it in the additional memory, it enables an active response to data loss or loss.

계통관성 계산부(240)는 데이터 수집부(210)로 수신된 전력계통 데이터를 기반으로 계통관성값을 산출할 수 있다(S320). 예를 들어, 계통관성 계산부(240)는 발전기 운전상태, 발전기 기준용량, 발전기 관성정수 정보, 등을 포함하는 전력계통 데이터를 이용하여 발전기 각각에 대한 관성을 계산한 다음에 운전 중인 발전기의 관성의 합을 계산하여 계통관성 정수, 총 발전정보, 총 수요정보 등을 포함하는 계통관성값을 산출할 수 있다.The system inertia calculator 240 may calculate a system inertia value based on the power system data received by the data collection unit 210 ( S320 ). For example, the system inertia calculation unit 240 calculates the inertia for each of the generators using the power system data including the generator operation state, generator reference capacity, generator inertia constant information, and the like, and then the inertia of the generator in operation. By calculating the sum, it is possible to calculate a system inertia value including the system inertia constant, total power generation information, and total demand information.

디스플레이부(250)는 계통관성 계산부(240)로부터 산출된 계통관성값을 기반으로, 시계열 계통관성 데이터 및 계통관성 증감패턴을 출력할 수 있다(S330). 예를 들어, 디스플레이부(250)는 산출된 계통관성값을 기반으로 일정 기간 동안의 데이터 변화 패턴을 시각화하여 출력함으로써, 전력계통 데이터에 대한 보다 용이한 접근을 유도할 수 있다. The display unit 250 may output time series system inertia data and a system inertia increase/decrease pattern based on the system inertia value calculated by the system inertia calculator 240 ( S330 ). For example, the display unit 250 may induce easier access to the power system data by visualizing and outputting a data change pattern for a predetermined period based on the calculated system inertia value.

다음으로, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 피라미터 계산부(260), 주파수 변화 산출부(270), 시뮬레이션부(280), 등을 더 포함할 수 있다.Next, referring to FIGS. 2 and 4 , the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a parameter calculator 260 and a frequency change calculator 270 . , the simulation unit 280, and the like may be further included.

피라미터 계산부(260)는 계통관성 계산부(240)를 통해 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 발전기 모델 및 에너지저장장치(ESS) 모델 중 적어도 하나의 최적 피라미터를 산출할 수 있다(S410).The parameter calculation unit 260 substitutes the system inertia value calculated through the system inertia calculation unit 240 into the following equation to calculate at least one optimal parameter among the generator model and the energy storage system (ESS) model. It can be done (S410).

[수학식][Equation]

Figure 112019088012182-pat00004
Figure 112019088012182-pat00004

여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미하고, Dsys와 Gsys는 총 수요값과 총 발전량을 각각 의미한다. 즉, 피라미터 계산부(260)는 계통관성 계산부(240)를 통해 산정되는 계통관성정수(H), 총 발전력 및 총 수요정보 등을 이용하여 발전기 또는 에너지저장장치(ESS)의 종류별 제어로직과 각각의 피라미터를 매칭하여 모델링을 수행할 수 있다. 참고로, 조속기가 있는 발전기의 경우에는 조속기의 종류별 제어로직을 참고하여 모델링을 수행할 수도 있다.Here, H means the system inertia constant, δ means angular velocity, Pm, Pe, Pa means mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively, and Dsys and Gsys mean total demand value and total power generation, respectively . That is, the parameter calculation unit 260 uses the system inertia constant (H) calculated through the system inertia calculator 240, total power and total demand information, etc. to control logic for each type of generator or energy storage device (ESS). and each parameter can be matched to perform modeling. For reference, in the case of a generator with a governor, modeling may be performed with reference to the control logic for each type of governor.

주파수 변화 산출부(270)는 발전기의 부하값 또는 재생에너지의 출력값을 변동시켜서 각속도 변화를 산출할 수 있다(S420). 예를 들어, 주파수 변화 산출부(270)는 전력계통 주파수의 시뮬레이션을 위해 상정고장, 부하 및 재생에너지의 출력에 인위적으로 변동을 가하여 On-line 전력계통을 위한 데이터베이스의 기반을 마련할 수 있다.The frequency change calculator 270 may calculate an angular velocity change by changing the load value of the generator or the output value of the renewable energy (S420). For example, the frequency change calculator 270 may prepare a database for the on-line power system by artificially applying a change to the output of the assumed failure, load, and renewable energy for the simulation of the power system frequency.

보다 구체적으로, 주파수 변화 산출부(270)는 발전기 또는 에너지저장장치(ESS) 각각의 출력값 변동에 따른 각속도 변화 즉, 전기적 입력(발전 전력)과 전기적 출력(전력 수요)의 차이에 의한 가속력을 산출하고, 이를 이용하여 전력계통의 주파수 변화값을 산출하며, 산출된 주파수 변화값을 발전기와 에너지저장장치(ESS) 각각의 입력값으로 제공하여 각 발전기 및 에너지저장장치(ESS)의 응답특성에 따른 출력변화를 결과값으로 하고, 이를 발전과 수요의 차이로 계산하여 상술한 수학식에 대입할 수 있다.More specifically, the frequency change calculation unit 270 calculates the acceleration force due to the difference between the angular velocity change according to the change in the output value of the generator or the energy storage device (ESS), that is, the electrical input (generated power) and the electrical output (power demand). and calculates the frequency change value of the electric power system using this The output change can be used as a result value, calculated as the difference between power generation and demand, and substituted into the above-described equation.

즉, 이하 상술되는 바와 같이, 수학식을 이용한 순환 루프(loop) 구조를 통해 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치(200)는 발전기별 또는 에너지저장장치(ESS)별 시계열 분석 데이터를 저장 및 관리함으로써, 향후 전력계통의 계획과 운영에 활용될 수 있다.That is, as described in detail below, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus 200 stores time-series analysis data for each generator or energy storage device (ESS) through a cyclic loop structure using an equation. and management, it can be utilized for future power system planning and operation.

시뮬레이션부(280)는 주파수 변화 산출부(270)를 통해 산출된 각속도 변화에 근거하여 발전기 모델 및 에너지저장장치(ESS) 모델 중 적어도 하나의 시계열 분석 데이터를 출력할 수 있다(S430). 예를 들어, 시뮬레이션부(280)는 계통주파수, 발전기별 출력, 에너지저장장치(ESS) 출력과 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge) 등의 시계열 분석 데이터를 출력할 수 있으며, 시계열 분석 데이터는 이하 상술되는 바와 같이, 판독이 용이한 그래프 또는 표와 같은 형태로 출력될 수 있다.The simulation unit 280 may output time-series analysis data of at least one of a generator model and an energy storage system (ESS) model based on the angular velocity change calculated through the frequency change calculating unit 270 ( S430 ). For example, the simulation unit 280 may output time series analysis data such as a grid frequency, an output for each generator, an energy storage device (ESS) output, and a state of charge (SOC), and the time series analysis data is As will be described in detail below, it may be output in a form such as a graph or table that is easy to read.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 변화를 발전기 모델 또는 에너지저장장치(ESS) 모델의 입력값으로 제공하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치의 동작 방법을 순환 루프 형태로 나타낸 것이다.5 is a cyclic loop form of an operating method of an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation apparatus that provides a frequency change as an input value of a generator model or an energy storage system (ESS) model according to an embodiment of the present invention; will be.

도 2 및 도 5를 함께 참조하면, 주파수 변화 산출부(270)는 발전기의 부하값 또는 재생에너지의 출력값을 변동시켜서 각속도 변화를 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 주파수 변화 산출부(270)는 전력계통 주파수의 시뮬레이션을 위해 상정고장, 부하 및 재생에너지의 출력에 인위적으로 변동을 가하여 생성되는 각속도 변화 즉, 전기적 입력(발전 전력)과 전기적 출력(전력 수요)의 차이에 의한 가속력을 산출하고, 이를 이용하여 전력계통의 주파수 변화값을 산출하며, 산출된 주파수 변화값을 발전기와 에너지저장장치(ESS) 각각의 입력값으로 제공하여 각 발전기 및 에너지저장장치(ESS)의 응답특성에 따른 출력변화를 결과값으로 하고, 이를 발전과 수요의 차이로 계산하여 아래의 수학식에 대입할 수 있다.2 and 5 together, the frequency change calculator 270 may calculate the angular velocity change by changing the load value of the generator or the output value of the renewable energy. More specifically, the frequency change calculation unit 270 is an angular velocity change generated by artificially applying a change to the output of the assumed failure, load and renewable energy for the simulation of the power system frequency, that is, the electrical input (generated power) and the electrical output ( Calculate the acceleration force due to the difference in power demand), use it to calculate the frequency change value of the power system, and provide the calculated frequency change value as an input value for each generator and energy storage system (ESS) to each generator and energy The output change according to the response characteristics of the storage device (ESS) can be used as a result value, calculated as the difference between power generation and demand, and substituted into the following equation.

[수학식][Equation]

Figure 112019088012182-pat00005
Figure 112019088012182-pat00005

여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미한다.Here, H denotes a systematic inertia constant, δ denotes angular velocity, and Pm, Pe, and Pa denote mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively.

즉, 도 5에 도시되는 바와 같이, 주파수 변화 산출부(270)에 의해 산정되는 주파수 변화값을 발전기와 에너지저장장치(ESS) 각각의 입력값으로 제공하고, 수학식을 이용한 순환 루프(loop) 구조를 통해 발전기별 또는 에너지저장장치(ESS)별 시계열 분석 데이터를 출력하여 데이터베이스화함으로써, 향후 관리자는 전력계통의 계획과 운영에 이용할 수 있다. 참고로, 도 5에서 △f는 주파수 변화값을 의미하고, Dsys와 Gsys는 각각 총 수요값과 총 발전량을 의미한다.That is, as shown in FIG. 5 , the frequency change value calculated by the frequency change calculator 270 is provided as input values of the generator and the energy storage device (ESS), respectively, and a circulation loop using the equation By outputting time-series analysis data for each generator or energy storage system (ESS) through the structure and making it a database, the manager can use it for planning and operation of the power system in the future. For reference, in FIG. 5, Δf denotes a frequency change value, and Dsys and Gsys denote a total demand value and a total power generation amount, respectively.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 분석 데이터를 나타내는 그래프이다.6 is a graph illustrating time series analysis data according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 6을 함께 참조하면, 시뮬레이션부(280)는 주파수 변화 산출부(270)를 통해 산출된 각속도 변화에 근거하여 발전기 모델 및 에너지저장장치(ESS) 모델 중 적어도 하나의 시계열 분석 데이터를 출력할 수 있다. 보다 구체적으로, 시뮬레이션부(280)는 계통주파수, 발전기별 출력, 에너지저장장치(ESS) 출력과 배터리 충전 상태(SOC: State Of Charge) 등의 시계열 분석 데이터를 출력할 수 있으며, 각각의 시계열 분석 데이터는 도 6에 도시되는 바와 같이 관리자의 판독이 용이한 그래프 또는 표와 같은 형태로 출력될 수 있다. 참고로, 도 6은 4GW 용량의 발전기 탈락에 따른 주파수 및 발전기의 시계열 분석 데이터를 각각 도시한다.2 and 6 together, the simulation unit 280 analyzes time series analysis data of at least one of a generator model and an energy storage system (ESS) model based on the angular velocity change calculated through the frequency change calculation unit 270 . can be printed out. More specifically, the simulation unit 280 may output time series analysis data such as system frequency, generator output, energy storage device (ESS) output, and state of charge (SOC), and each time series analysis As shown in FIG. 6 , the data may be output in the form of a graph or table that is easy to read by an administrator. For reference, Figure 6 shows the frequency and time series analysis data of the generator according to the dropout of the generator of 4GW capacity, respectively.

상술한 바와 같이, 본 발명은 실시간으로 전력계통 운전상태 정보를 반영하여 전력계통의 관성을 감시하고, 부하 등의 변동에 따라 주파수 시뮬레이션을 신속하게 출력하여 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of monitoring the inertia of the power system by reflecting the power system operation state information in real time, and quickly outputting and providing a frequency simulation according to a change in load, etc.

또한, 본 발명은 전력계통의 관성과 주파수 안정도를 실시간으로 감시하여 전력계통에 대한 데이터를 수집함으로써, 향후 신재생에너지 비중의 확대에 따른 효율적인 계통계획을 수립하고, 이를 기반으로 전력계통을 보다 안정적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention collects data on the power system by monitoring the inertia and frequency stability of the power system in real time, thereby establishing an efficient system plan according to the expansion of the proportion of new and renewable energy in the future, and based on this, the power system is more stable It has the effect of being able to operate as

본 발명은 도면과 명세서에 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명은 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 권리범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is disclosed in the drawings and in the specification with preferred embodiments. Here, although specific terms have been used, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments of the present invention are possible therefrom. Accordingly, the true technical scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (11)

On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법으로서,
전력계통감지시스템(SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition)으로부터 전력계통 데이터를 수신하는 단계;
수신된 전력계통 데이터를 기반으로, 계통관성값을 산출하는 단계; 및
산출된 계통관성값을 기반으로, 시계열 계통관성 데이터 및 계통관성 증감패턴을 출력하는 단계를 포함하고,
발전기 또는 에너지저장장치 각각의 출력값을 변동시켜 각속도 변화를 산출하고, 이를 이용하여 상기 전력계통의 주파수 변화값을 산출하며, 상기 산출된 주파수 변화값을 상기 발전기 및 상기 에너지저장장치 각각의 입력값으로 제공하는 단계; 및
상기 산출된 각속도 변화에 근거하여, 발전기 모델 또는 에너지저장장치(ESS) 모델의 시계열 분석 데이터를 출력하는 단계를 더 포함하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법.An on-line power system inertia monitoring and frequency simulation method comprising:
Receiving power system data from a power system detection system (SCADA; Supervisory Control And Data Acquisition);
calculating a system inertia value based on the received power system data; and
Based on the calculated systemic inertia value, comprising the step of outputting time series systemic inertia data and the systemic inertia increase/decrease pattern,
The angular velocity change is calculated by varying the output value of each generator or energy storage device, and the frequency change value of the power system is calculated using this, and the calculated frequency change value is used as the input value of the generator and the energy storage device, respectively. providing; and
On-line power system inertia monitoring and frequency simulation method further comprising outputting time series analysis data of a generator model or an energy storage system (ESS) model based on the calculated angular velocity change. 제 1 항에 있어서,
상기 전력계통감지시스템(SCADA)으로부터 수신된 전력계통 데이터는 발전기 운전상태 정보, 기준용량 정보 및 관성정수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법.The method of claim 1,
The power system data received from the power system detection system (SCADA) is an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation method including at least one of generator operation state information, reference capacity information, and inertia constant information. 제 1 항에 있어서,
상기 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 전기적 입력과 전기적 출력의 차이에 의한 가속력을 산출하고, 이를 이용하여 상기 전력계통의 주파수 변화를 산출하는 단계를 포함하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법.
[수학식]
Figure 112019088012182-pat00006

여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미함.The method of claim 1,
Substituting the calculated system inertia value into the following equation, calculating the acceleration force due to the difference between the electrical input and the electrical output, and using this to calculate the frequency change of the power system Inertial monitoring and frequency simulation methods.
[Equation]
Figure 112019088012182-pat00006

Here, H denotes the systematic inertia constant, δ denotes angular velocity, and Pm, Pe, and Pa denote mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively. 제 1 항에 있어서,
상기 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 상기 발전기 모델 또는 상기 에너지저장장치(ESS; Energy Storage System) 모델의 최적 피라미터를 산출하는 단계를 더 포함하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 방법.
[수학식]
Figure 112021003380719-pat00007

여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미함.The method of claim 1,
On-line power system inertia monitoring further comprising calculating the optimal parameters of the generator model or the energy storage system (ESS) model by substituting the calculated system inertia value into the following equation and frequency simulation methods.
[Equation]
Figure 112021003380719-pat00007

Here, H denotes the systematic inertia constant, δ denotes angular velocity, and Pm, Pe, and Pa denote mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively. 삭제delete 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.A computer-readable recording medium in which a program for performing the method according to any one of claims 1 to 4 is recorded. On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치로서,
전력계통감지시스템(SCADA)으로부터 전력계통 데이터를 수신하는 데이터 수 집부;
상기 데이터 수집부를 통해 수신된 전력계통 데이터를 기반으로, 계통관성값 을 산출하는 계통관성 계산부;
상기 계통관성 계산부를 통해 산출된 계통관성값을 기반으로, 시계열 계 통관성 데이터 및 계통관성 증감패턴을 출력하는 디스플레이부;
발전기 또는 에너지저장장치 각각의 출력값을 변동시켜 각속도 변화를 산출하고, 이를 이용하여 상기 전력계통의 주파수 변화값을 산출하며, 상기 산출된 주파수 변화값을 상기 발전기 및 상기 에너지저장장치 각각의 입력값으로 제공하는 주파수 변화 산출부; 및
상기 주파수 변화 산출부를 통해 산출된 각속도 변화에 근거하여, 발전기 모 델 또는 에너지저장장치(ESS) 모델의 시계열 분석 데이터를 출력하는 시뮬레이션부 를 포함하는, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치.An on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device comprising:
a data collection unit for receiving power system data from a power system detection system (SCADA);
a system inertia calculator for calculating a system inertia value based on the power system data received through the data collection unit;
a display unit for outputting time series system inertia data and a system inertia increase/decrease pattern based on the system inertia value calculated through the system inertia calculator;
The angular velocity change is calculated by varying the output value of each generator or energy storage device, and the frequency change value of the power system is calculated using this, and the calculated frequency change value is used as the input value of the generator and the energy storage device, respectively. frequency change calculator to provide; and
On-line power system inertia monitoring and frequency simulation device comprising a simulation unit that outputs time series analysis data of a generator model or an energy storage system (ESS) model based on the angular velocity change calculated through the frequency change calculator. 제 7 항에 있어서,
상기 전력계통 데이터는 발전기 운전상태 정보, 기준용량 정보 및 관성정수 정보 중 적어도 하나를 포함하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치.8. The method of claim 7,
The power system data is an on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device including at least one of generator operation state information, reference capacity information, and inertia constant information. 제 7 항에 있어서,
상기 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 전기적 입력과 전기적 출력의 차이에 의한 가속력을 산출하고, 이를 이용하여 상기 전력계통의 주파수 변화를 산출하는 On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치.
[수학식]
Figure 112019088012182-pat00008

여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미함.8. The method of claim 7,
On-line power system inertia monitoring and frequency simulation device that calculates the acceleration force by the difference between the electrical input and the electrical output by substituting the system inertia value into the following equation, and uses this to calculate the frequency change of the power system .
[Equation]
Figure 112019088012182-pat00008

Here, H denotes the systematic inertia constant, δ denotes angular velocity, and Pm, Pe, and Pa denote mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively. 제 7 항에 있어서,
상기 산출된 계통관성값을 아래의 수학식에 대입하여, 상기 발전기 모델 또는 상기 에너지저장장치(ESS) 모델의 최적 피라미터를 산출하는 피라미터 계산부를 더 포함하는, On-line 전력계통 관성 모니터링 및 주파수 시뮬레이션 장치.
[수학식]
Figure 112021003380719-pat00009

여기서, H는 계통관성 정수를 의미하고, δ는 각속도를 의미하며, Pm, Pe, Pa는 각각 기계적 입력, 전기적 출력, 가속력을 의미함.8. The method of claim 7,
By substituting the calculated system inertia value into the following equation, the on-line power system inertia monitoring and frequency simulation device.
[Equation]
Figure 112021003380719-pat00009

Here, H denotes the systematic inertia constant, δ denotes angular velocity, and Pm, Pe, and Pa denote mechanical input, electrical output, and acceleration force, respectively. 삭제delete
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