KR102342450B1 - 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 전력망에서의 비선형 진동 검출장치는, 전력망의 모선에서 전력값을 측정하는 전력 측정부; 전력 측정부로부터 측정된 측정정보를 입력받아 측정정보에 대한 변화율을 계산하고, 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성한 후 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하며, 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 제어부; 및 제어부의 산출결과 및 판단결과를 출력하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING NONLINEAR OSCILLATION IN POWER NETWORK AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출함으로써, 차동기 공진의 위험을 판단하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 산업 현장의 전력사용량 증가로 인한 설비증설과 수용가에서 사용하는 정보기기의 증가로 인하여 전력수요가 증가함에 따라 한전에서 특고압 전력을 수전받아 수용가에서 필요한 고압 및 저압 전력으로 변환, 사용하기 위하여 기반 전기설비인 수배전반의 설치가 증가하고, 사용전압의 크기, 용도, 장소에 따라 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반으로 다양하게 구분되어 설치, 운전되고 있다.

하지만, 종래에는 특고압, 고압, 저압과 같은 전압크기와 관계없이 전력설비의 설치증가, 대용량화에 따라 기기 소손, 단락, 지락 등과 같은 여러 형태의 설비사고가 발생하고 있는 것이 현실이며, 수배전반과 같이 폐쇄형 구조 내부에서는 과부하, 전력기기들의 온도상승에 따른 열적 열화, 전계 집중에 의한 전기적 열화, 기계적 스트레스에 의한 기계적 열화, 시간의 경과 또는 장소에 따른 환경적 열화로 인한 절연불량, 과부하, 진동/충격 등으로 인한 설비사고가 발생되어 정전 및 화재사고로 파급된다.

한편, 기존 전력망은 발전기, 송전선로, 변전소, 배전선로 및 수용가 등으로 구성되며, 최근의 우리나라 전력망은 에너지 고갈 및 환경오염을 대비하기 위하여 태양광이나 풍력에너지 등의 친환경 에너지를 이용하는 대규모 인버터 기반 발전설비의 도입이 계획된 상태이다.

이와 같은 친환경 에너지는 변동성과 불확실성이 높기 때문에 전력망에서 다양한 고장이 발생한다면, 전력망 각각의 변전소 또는 발전소 등에서 측정되는 물리적인 량(값)은 진동을 포함하는 형태로 나타날 수 있으며, 이는 전력망 전반에 걸쳐 심각한 영향을 줄 수 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1865086호(2018.05.31. 공고, 사고데이터 분석과 내부 이상상태 감시 및 진단 기능을 구비한 고장감시진단장치 내장형 수배전반)에 개시되어 있다.

이와 같이 전력망에서 이벤트가 발생하여 나타날 수 있는 비선형 진동현상은 지속적으로 유지되거나 점차적으로 증가하는 특징이 있으며, 이러한 진동현상은 0.1Hz ~ 2.0Hz 낮은 주파수의 진동에서부터 15Hz ~ 50Hz 차동기 진동으로 관찰될 수 있다.

여기서, 진동현상은 그 파급 속도가 전력망에서 매우 빠르기 때문에 전력망의 운전원이 이를 확인하고 적정한 조치를 취하기까지 요구된 시간을 확보하는 것은 어렵다.

특히, 기존의 차동기 공진현상 검출방법은 검출하고자 하는 차동기 공진 주파수 영역에 대해 대역 통과 필터를 이용하고 있으나, 이러한 방법은 필터를 운용할 수 있을 정도로 많은 데이터의 누적 량이 필요하기 때문에, 차동기 공진에 의한 진동현상을 검출하기까지 많은 시간이 소요되는 문제점을 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치는, 전력망의 모선에서 전력값을 측정하는 전력 측정부; 전력 측정부로부터 측정된 측정정보를 입력받아 측정정보에 대한 변화율을 계산하고, 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성한 후 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하며, 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 제어부; 및 제어부의 산출결과 및 판단결과를 출력하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 전력 측정부는, 모선에서 전압을 측정하는 전압 측정부; 모선에서 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 모선에서 위상각을 측정하는 위상각 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제어부는, 전력 측정부로부터 입력된 측정정보에 대해 시계열적으로 변화율을 계산하는 변화율 연산부; 측정정보와 변화율 연산부에서 계산한 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및 거리 계산부에서 계산된 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산하여 차동기 공진의 위험성을 판단하는 위험성 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 변화율 연산부는, 지연기를 통해 측정정보에 대한 변화율을 실시간으로 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 거리 계산부는, 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 위험성 판단부는, 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법은, 제어부가 전력측정부로부터 전력망의 모선에서 측정된 측정정보를 입력받는 단계; 제어부가 입력된 측정정보에 대한 변화율을 계산하는 단계; 제어부가 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성하고, 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 단계; 및 제어부가 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 측정정보를 입력받는 단계는, 제어부가 모선에서 측정한 전압, 전류 및 위상각을 입력받는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 변화율을 계산하는 단계는, 제어부가 지연기를 통해 실시간으로 측정정보에 대한 변화율을 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 거리를 계산하는 단계는, 제어부가 측정정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 거리를 계산하는 단계는, 제어부가 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계는, 제어부가 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산한 후 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법은 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단할 수 있어 전력망의 안정화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 스마트 그리드 환경에서 서로 다른 인버터 기반의 전력설비들 간의 상호 간섭에 의한 진동현상을 보다 신속하게 검출하여 위험성을 확인하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 사용되는 푸앵카레 평면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 평면 거리의 계산과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 사용되는 푸앵카레 평면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 평면 거리의 계산과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치는, 전력 측정부(10), 제어부(20) 및 표시부(30)를 포함할 수 있다.

전력 측정부(10)는 전력망의 모선에서 전력값을 측정하여 측정정보를 제어부(20)에 제공할 수 있다.

여기서, 전력 측정부(10)는, 모선에서 전압을 측정하는 전압 측정부(12), 모선에서 전류를 측정하는 전류 측정부(14) 및 모선에서 위상각을 측정하는 위상각 측정부(16)를 포함하여, 발전소나 변전소의 모선에서 실효치 전압, 전류 및 위상각을 측정한 측정정보를 제어부(20)에 제공할 수 있다.

제어부(20)는 전력 측정부(10)로부터 측정된 측정정보를 입력받아 측정정보에 대한 변화율을 계산하고, 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성한 후 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하며, 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단할 수 있다.

여기서, 제어부(20)는 변화율 연산부(22), 거리 계산부(24) 및 위험성 판단부(26)를 포함할 수 있다.

변화율 연산부(22)는 전력 측정부(10)로부터 입력된 측정정보에 대해 시계열적으로 변화율을 계산할 수 있다.

여기서 변화율 연산부(22)는 지연기를 통해 측정정보에 대한 변화율을 실시간으로 계산할 수 있다.

거리 계산부(24)는 측정정보와 변화율 연산부(22)에서 계산한 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산할 수 있다.

여기서, 2차원 좌표 평면은 푸앵카레 평면으로, 거리 계산부(24)는 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산할 수 있다.

전력망에서 3상의 발전기 구조로부터 생산된 전력은 3상의 송전망에 전달되며, 이때 각 상의 순시값은 60Hz의 기본 주파수로 일정한 파형을 갖는다.

여기서, 전기/기계적으로 구성된 전체 전력망은 수학식 1과 같이 비선형 시스템으로 나타낼 수 있다.

수학식 1의 해가 일정한 주기로 진동하는 경우, 수학식 1의 해는 차수에 따라 도 2에서 궤적의 형태로 표현되며, 이 궤적에 대해서 항상 수직의 동일한 방향으로 교차하는 평면을 고려하는 경우에 해당 평면을 푸앵카레(Poincare) 평면(Ω)이라고 한다.

예를 들어, 동적시스템의 차수가 N 차원이라고 할 때, 결정된 푸앵카레 평면의 차수는 N-1 차원이다.

푸앵카레 평면상에서 해가 안정하게 진동한다면, 평면상에 고정된 지점 q의 인근에서 일정한 진동주기에 걸쳐서 나타나며 수학식 3과 같이 표현할 수 있다. 또한, 첫 번째 교차점 q와 그 다음 P(q)의 관계는 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.

수학식 4에서

은 주기적인 해의 초기치의 변화에 대한 시스템 응답을 나타내는 수식으로써, 이 행렬의 고유치를 플로케 지수(Floquet Multiplier, μ)라고 하고 고유벡터는 q₁으로 표시할 수 있다. 임계 플로케 지수(μ₁)가 양의 값을 갖게 되면 주기적인 해는 불안정하게 된다.

이를 본 발명이 적용되는 시계열 정보에 적용시키기 위해서는 선형화를 통하여 수학식 5로 표현하고, 임계 플로케 지수의 근방에서 시스템의 안정도를 나타내기 위하여 수학식 6으로 표현한다.

여기서, 정상상태 시 임계 플로케 지수 μ₁는 거의 1.0에 근사한 값을 갖기 때문에, 수학식 6을 근사화하여 수학식 7과 같이 표현할 수 있으며, 이를 시계열 정보의 특성에 적합하도록 수학식 8 내지 11로 나타낼 수 있다.

푸앵카레 평면 구축을 위해서 수학식 9와 같이 주기적인 해의 미분값을 영(zero)으로 하면 수학식 10과 같이 표현할 수 있고, 시간 τ초에서 푸앵카레 평면의 해는 수학식 11과 같이 자연수 n에 따라 변화가 없는 상수의 형태가 된다. 일반적으로 기본 주파수에 전력망의 운전조건이나 구성조건 변화 등으로 인하여 다른 주파수 모드가 동시에 참여할 수 있으나, 이러한 현상에 관한 수학적 표현은 수학식 12 내지 15와 같이 나타낼 수 있다.

전력망에서 의도하지 않은 진동현상은 수학식 1에서 주기적인 기본 주파수로 진동하는 해와 수학식 12와 같은 이종 주파수가 혼합된 형태로 나타낼 수 있다.

간략화된 푸앵카레 평면상의 점 또는 순시 파형의 최대값은 수학식 15와 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 15는 우변에서 좌항의 상수형태(고정분)와 우항의 주파수 비율

에 따라 진동하는 변동분으로 분류될 수 있다.

따라서 거리 계산부(24)는 위와 같은 비선형 동역학 이론과 신호해석 이론을 바탕으로 전력 측정부(10)에서 입력된 실효값인 전압(V), 전류(I) 및 위상각(δ)의 측정정보와 변화율 연산부(22)로부터 측정정보에 대한 변화율을 계산한 변화율을 입력받는다.

여기서 비선형 동역학의 해로 도출되는 전력망의 상태변수(전압 등)는 수학식 2와 같이 삼각함수 형태로 표현되기 때문에 변화율과 2차원 평면상의 관계는 타원형 궤적의 형태로 도시될 수 있다.

따라서, 도 3과 같이 선택적으로 정상상태의 실효값과 변화율간 거리를 계산할 수 있다. 예를 들면, 기울기가 특정값(a)보다 작은 양(+)의 값이고 실효값의 변화량이 음수(-)일 때 정상상태로부터 거리를 계산하며, 이때 계산되는 거리는 진동하는 해의 한주기마다 갱신된다.

위험성 판단부(26)는 거리 계산부(24)에서 계산된 거리(x)를 기반으로 최대 리아프노프(Lyapunov) 지수를 계산하여 차동기 공진의 위험성을 판단할 수 있다.

여기서, 최대 리아푸노프 지수(λ)는 수학식 16과 같이 계산된다.

여기서, Δt는 구간길이, k는 구간, N은 데이터의 크기, i는 측정장치, x는 거리를 나타낸다.

수학식 16과 같이 계산된 시계열 최대 리아푸노프 지수에 기초하여 위험성 판단부(26)는 최대 리아프노프 지수가 계산되는 데이터의 크기 N개 이내에서 양수인 경우 시스템의 불안정으로 차동기 공진의 위험성이 존재하는 것을 판단할 수 있다.

표시부(30)는 제어부(20)에서 계산되는 최대 리아프노프 지수를 시각화하여 출력할 수 있고, 차동기 공진의 위험성을 판단한 판단결과를 출력하여 운전원이 위험성을 인식할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에 따르면, 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단할 수 있어 전력망의 안정화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 스마트 그리드 환경에서 서로 다른 인버터 기반의 전력설비들 간의 상호 간섭에 의한 진동현상을 보다 신속하게 검출하여 위험성을 확인하도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법에서는, 먼저 제어부(20)가 전력측정부(10)로부터 전력망의 모선에서 측정된 실효값의 전압, 전류 및 위상각의 측정정보를 입력받는다(S10).

S10 단계에서 전력망에서의 실효값을 입력받은 후 제어부(20)가 측정정보에 대해 시계열적으로 실시간 변화율을 계산한다(S20).

여기서, 제어부(20)는 지연기를 통해 실시간으로 측정정보의 변화율을 계산할 수 있다.

S20 단계에서 측정정보의 변화율을 계산한 후 제어부(20)는 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성하고, 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산한다(S30).

여기서, 제어부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 측정정보의 실효치와 그 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면인 푸앵카레 평면을 형성한 후 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산할 수 있다.

예를 들면, 기울기가 특정값(a)보다 작은 양(+)의 값이고 실효값의 변화량이 음수(-)일 때 정상상태로부터 거리를 계산하며, 이때 계산되는 거리는 진동하는 해의 한주기마다 갱신된다.

S30 단계에서 거리를 계산한 후 제어부(20)는 계산된 거리를 기반으로 수학식 16과 같이 최대 리아프노프(Lyapunov) 지수를 계산한다(S40).

S40 단계에서 최대 리아프노프 지수를 계산한 후 제어부(20)는 최대 리아프노프 지수가 설정값인 양수인지 판단한다(S50).

S50 단계에서 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우, 제어부(20)는 시스템의 불안정으로 차동기 공진의 위험성이 존재하는 것을 판단하고 표시부(30)를 통해 차동기 공진 위험을 출력한다.(S60).

S50 단계에서 최대 리아프노프 지수가 음수인 경우, 제어부(20)는 안정된 상태로 판단하고 종료한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전력망에서의 비선형 진동 검출방법에 따르면, 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단할 수 있어 전력망의 안정화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 스마트 그리드 환경에서 서로 다른 인버터 기반의 전력설비들 간의 상호 간섭에 의한 진동현상을 보다 신속하게 검출하여 위험성을 확인하도록 할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 전력 측정부 12 : 전압 측정부
14 : 전류 측정부 16 : 위상각 측정부
20 : 제어부 22 : 변화율 연산부
24 : 거리 계산부 26 : 위험성 판단부
30 : 표시부

Claims (14)

1. 전력망의 모선에서 전력값을 측정하는 전력 측정부;
   상기 전력 측정부로부터 측정된 측정정보를 입력받아 상기 측정정보에 대한 변화율을 계산하고, 상기 측정정보와 상기 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성한 후 상기 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 상기 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하며, 상기 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 제어부; 및
   상기 제어부의 산출결과 및 판단결과를 출력하는 표시부;를 포함하되,
   상기 전력 측정부는,
   상기 모선에서 전압을 측정하는 전압 측정부;
   상기 모선에서 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
   상기 모선에서 위상각을 측정하는 위상각 측정부;를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 전력 측정부로부터 입력된 상기 측정정보에 대해 시계열적으로 상기 변화율을 계산하는 변화율 연산부;
   상기 측정정보와 상기 변화율 연산부에서 계산한 상기 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 상기 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및
   상기 거리 계산부에서 계산된 상기 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산하여 차동기 공진의 위험성을 판단하는 위험성 판단부;를 포함하며,
   상기 변화율 연산부는, 지연기를 통해 상기 측정정보에 대한 상기 변화율을 실시간으로 계산하고,
   상기 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면이며,
   상기 거리 계산부는, 상기 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하고,
   상기 위험성 판단부는, 상기 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 상기 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제어부가 전력측정부로부터 전력망의 모선에서 측정된 측정정보를 입력받는 단계;
   상기 제어부가 입력된 상기 측정정보에 대한 변화율을 계산하는 단계;
   상기 제어부가 상기 측정정보와 상기 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성하고, 상기 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 상기 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 단계; 및
   상기 제어부가 상기 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계;를 포함하되,
   상기 측정정보를 입력받는 단계는, 상기 제어부가 상기 모선에서 측정한 전압, 전류 및 위상각을 입력받고,
   상기 변화율을 계산하는 단계는, 상기 제어부가 지연기를 통해 실시간으로 상기 측정정보에 대한 상기 변화율을 계산하며,
   상기 거리를 계산하는 단계는, 상기 제어부가 상기 측정정보와 상기 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 상기 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하되, 상기 좌표 평면상의 상기 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하고,
   상기 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면이며,
   상기 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계는, 상기 제어부가 상기 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산한 후 상기 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 상기 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법.
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