KR102404595B1 - Hvdc ac필터 이상 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치는, 고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하는 변환회로와 AC계통의 사이에서 흐르는 제1 전류의 정보와 AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 제2 전류의 정보와 AC계통과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 전류의 정보 중 적어도 둘을 입력 받는 입력부와, 입력부에 의해 입력된 복수의 전류의 정보 각각에 대응되는 제1 및 제2 고조파 정보를 추출하고 제1 및 제2 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성하는 처리부를 포함할 수 있다.

Description

HVDC AC필터 이상 검출 장치{Apparatus for detecting error of HVDC AC filter}
본 발명은 HVDC AC필터 이상 검출 장치, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 관한 것이다.
고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전 시스템은 발전소에서 생산되는 교류전력을 직류로 변환시켜 송전한 이후, 수전단에서 교류로 다시 변환하여 부하에 전력을 공급하는 시스템이다. 이러한 HVDC 시스템은 교류 송전의 장점인 전압 승압을 통한 효율적이고 경제적인 전력 전송을 가능하게 하고, 교류 송전의 여러가지 단점(장거리 송전 효율성 등)을 극복할 수 있다.
공개특허공보 제10-2017-0014672호
HVDC 시스템에는 AC-DC 변환에 따라 발생하는 고조파 전류가 전력계통에 유입되는 것을 억제하고 소모된 무효전력을 보충하는 AC필터가 연계될 수 있다. 이러한 AC필터의 고장이 발생될 경우, HVDC 시스템에 장애(예: 부하 감발, 운전 정지 등)가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는, 측정된 고조파 정보를 활용하여 HVDC AC필터의 고장 이전에 AC필터에 내재하는 이상 징후를 조기에 검출할 수 있는 HVDC AC필터 이상 검출 장치, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치는, 고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하는 변환회로와 AC계통의 사이에서 흐르는 제1 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 제2 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 전류의 정보 중 적어도 둘을 입력 받는 입력부; 및 상기 입력부에 의해 입력된 복수의 전류의 정보 각각에 대응되는 제1 및 제2 고조파 정보를 추출하고 상기 제1 및 제2 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성하는 처리부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치는, 고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하는 변환회로와 AC계통의 사이에서 흐르는 제1 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 제2 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 전류의 정보 중 적어도 하나를 입력 받는 입력부; 및 상기 입력부에 의해 입력된 전류의 정보로부터 우세 고조파 정보를 추출하고 상기 우세 고조파 정보와 기준 우세 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성하는 처리부; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 시스템은, 고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하는 변환회로와 AC계통의 사이를 흐르는 제1 전류와 상기 AC계통과 AC필터의 사이를 흐르는 제2 전류와 상기 AC계통과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 전류 중 적어도 둘을 각각 감지하는 복수의 센서; 상기 AC필터의 접지측 전류를 감지하는 AC필터 센서; 및 상기 복수의 센서에 의해 각각 감지된 복수의 전류에 각각 대응되는 제1 및 제2 고조파 정보를 추출하고 상기 제1 및 제2 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 제1 기준범위를 벗어나고 상기 AC필터의 접지측 전류의 위상의 상기 AC계통의 위상에 대한 상대적인 값이 제2 기준범위를 벗어날 경우에 상기 AC필터가 절체되도록 절체 제어 신호를 생성하는 제어기; 를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 소정의 수학식의 출력값은 상기 제1 고조파 정보에 포함된 제1 n차 고조파 전류의 크기와 상기 제2 고조파 정보에 포함된 제2 n차 고조파 전류의 크기의 비율값 또는 차이값을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 소정의 수학식의 출력값은 상기 제1 고조파 정보에 포함된 제1 총 고조파 왜곡과 상기 제2 고조파 정보에 포함된 제2 총 고조파 왜곡의 비율값 또는 차이값을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 처리부는 상기 소정의 수학식의 출력값이 상기 기준범위를 벗어나고, 상기 제1 또는 제2 고조파 정보에 포함된 우세 고조파 어드미턴스 크기와 기준 우세 고조파 어드미턴스 크기의 비율값 또는 차이값이 제2 기준범위를 벗어날 경우에 상기 AC필터 이상 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 처리부는 상기 소정의 수학식의 출력값이 상기 기준범위를 벗어나고, 상기 제1 또는 제2 고조파 정보에 포함된 우세 고조파 차수와 기준 우세 고조파 차수의 비율값 또는 차이값이 제3 기준범위를 벗어날 경우에 상기 AC필터 이상 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 입력부는 상기 AC필터에 포함된 복수의 수동 소자 각각에 대응되는 복수의 수동 소자 전류 정보를 더 입력 받고, 상기 처리부는 상기 AC필터 이상 정보를 생성한 경우에 상기 복수의 수동 소자 전류 정보 각각을 복수의 기준 수동 소자 전류 정보와 비교하고 비교결과에 기초하여 AC필터 이상위치 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 입력부는 상기 AC필터의 접지측 전류 정보를 더 입력 받고, 상기 처리부는 상기 AC필터 이상 정보를 생성한 경우에 상기 AC필터의 접지측 전류 정보의 위상에 기초하여 AC필터 내외부이상 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 우세 고조파 정보는 우세 고조파 어드미턴스 크기 및 우세 고조파 차수 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 기준 우세 고조파 정보는 기준 우세 고조파 어드미턴스 크기 및 기준 우세 고조파 차수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어기는 상기 AC계통에 연계된 건전 AC필터에 투입 지령 신호를 전달하고, 상기 건전 AC필터로부터 투입 확인 신호를 전달받고, 상기 제1 또는 제2 고조파 정보에 대응되는 AC필터에 차단 지령 신호를 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 프로세서에 의해 실행 가능한 명령들이 기록된 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 의해 실행되는 방법은, 고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하는 변환회로와 AC계통의 사이에서 흐르는 제1 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 제2 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 전류의 정보 중 적어도 둘을 입력 받는 단계; 및 입력된 복수의 전류의 정보 각각에 대응되는 제1 및 제2 고조파 정보를 추출하고 상기 제1 및 제2 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체는, 측정된 고조파 정보를 활용하여 HVDC AC필터의 고장 이전에 AC필터에 내재하는 이상 징후를 조기에 검출할 수 있으므로, HVDC 운전 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예는 측정된 정보를 활용하여 AC필터의 이상 징후의 위치 또는 원인을 분석할 수 있으며, 자동으로 해당 AC필터를 절체할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치 및 시스템을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 AC필터의 이상에 따른 고조파 전류의 비율값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 AC필터의 이상에 따른 우세 고조파 어드미턴스의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치 및 시스템의 AC필터 이상위치 정보 및 AC필터 내외부이상 정보 생성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 기록된 명령들이 프로세서에 의해 실행되는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 기록된 명령들이 프로세서에 의해 실행되는 방법을 구체적으로 나타낸 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, HVDC 송전 시스템은 변환회로(10), AC계통(20) 및 AC필터(30)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치는, 입력부(110) 및 출력부(120)를 포함할 수 있다.
변환회로(10)는 고압 직류(HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하도록 컨버터, 인버터 또는 정류기를 포함할 수 있다. 상기 컨버터, 인버터 또는 정류기는 IGBT 및/또는 사이리스터의 조합에 의해 구성될 수 있다.
AC계통(20)은 변환회로(10)에 연계될 수 있으며, 차단기를 기준으로 나눠지는 AC모선과 AC송전선로를 포함할 수 있다.
AC필터(30)는 AC계통(20)의 AC모선에 연계될 수 있으며, 변환회로(10)의 AC-DC 변환에 따라 발생하는 고조파 전류가 AC송전선로에 유입되는 것을 억제하고 소모된 무효전력을 보충하도록 복수의 대용량 수동 소자를 포함할 수 있다.
입력부(110)는 변환회로(10)와 AC계통(20)의 사이에서 흐르는 제1 전류의 정보와, AC계통(20)과 AC필터(30)의 사이에서 흐르는 제2 전류의 정보와, AC계통(20)과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 전류의 정보 중 적어도 둘을 입력 받을 수 있다. 상기 제1, 제2 및 제3 전류는 이상적으로 키르히호프 법칙에 의한 값을 가지므로, 상기 입력부(110)가 상기 제1, 제2 및 제3 전류의 정보 중 2개만 입력 받더라도, 출력부(120)는 상기 제1, 제2 및 제3 전류의 정보를 알 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 및 제3 전류는 해당 위치에 배치된 센서(예: 계기용 변류기)에 의해 감지될 수 있으며, 상기 입력부(110)는 센서에 의해 감지된 상기 제1, 제2 및 제3 전류의 정보 중 적어도 일부를 전달받을 수 있다.
출력부(120)는 입력부(110)에 의해 입력된 복수의 전류의 정보 각각에 대응되는 제1 및 제2 고조파 정보를 추출할 수 있다. 예를 들어, 상기 출력부(120)는 상기 복수의 전류의 정보를 푸리에 변환하여 제1 및 제2 고조파 정보를 추출할 수 있다. 상기 푸리에 변환에 따른 고조파 차수의 개수는 HVDC의 안정적인 운전을 위해 50개 이상으로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이후, 상기 출력부(120)는 상기 제1 및 제2 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 소정의 수학식의 출력값은 상기 제1 고조파 정보에 포함된 제1 n차 고조파 전류의 크기와 상기 제2 고조파 정보에 포함된 제2 n차 고조파 전류의 크기의 비율값 또는 차이값을 포함할 수 있다. 상기 n은 5, 11, 13, 23 또는 25일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 상기 소정의 수학식의 출력값은 상기 제1 고조파 정보에 포함된 제1 총 고조파 왜곡과 상기 제2 고조파 정보에 포함된 제2 총 고조파 왜곡의 비율값 또는 차이값을 포함할 수 있다.
AC필터(30)에 이상 징후가 존재할 경우, AC필터(30)의 고조파 전류 억제 성능은 저하될 수 있으며, AC계통(20)에 잔존하는 고조파 전류의 크기는 커질 수 있다.
즉, 상기 출력부(120)는 AC계통(20)에 잔존하는 고조파 전류의 크기의 AC필터(30)로 유입되는 고조파 전류의 크기 대비 비율이 클수록 AC필터(30)의 성능이 나쁘다는 것을 알 수 있다.
만약 상기 기준범위가 상기 비율이 작은 경우의 상기 소정의 수학식의 출력값을 포함하도록 설정될 경우, 상기 출력부(120)는 상기 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치는, HVDC AC필터의 고장 이전에 AC필터에 내재하는 이상 징후를 조기에 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치 및 시스템을 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 입력부(110)는 제1 입력부(111), 제2 입력부(112), 제3 입력부(113) 및 제4 입력부(114) 중 적어도 일부를 포함할 수 있으며, 처리부(120)는 A/D 변환부(121), 연산부(122), 저장부(123) 및 출력부(124) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
제1 입력부(111)는 AC필터(31, 32, 33, 35)의 전압 정보(#1)를 입력 받을 수 있다.
제2 입력부(112)는 변환회로(10), AC필터(31, 32, 33, 35) 및 AC송전선로의 전류 정보(#2)를 입력 받을 수 있다.
제3 입력부(113)는 AC필터 내부의 전류 정보(#3)를 입력 받을 수 있다. 상기 AC필터 내부는 상기 AC필터(31, 32, 33, 35)에 포함된 복수의 수동 소자일 수 있다.
제4 입력부(114)는 AC필터(31, 32, 33, 35)의 접지측 전류 정보(#4)를 입력 받을 수 있다.
A/D 변환부(121)는 제1, 제2, 제3 및 제4 입력부(111, 112, 113, 114)에 의해 입력된 아날로그 정보를 디지털 정보로 변환할 수 있다.
연산부(122)는 A/D 변환부(121)에 의해 변환된 정보로부터 고조파 정보를 추출할 수 있으며, 추출된 고조파 정보와 기준 정보를 소정의 수학식에 적용하여 AC필터 이상 정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 연산부(122)는 전압 정보(#1)와 전류 정보(#2)로부터 AC필터(31, 32, 33, 35)의 고조파 어드미턴스 정보를 추출할 수 있다.
예를 들어, 상기 연산부(122)는 상기 고조파 어드미턴스 정보 중 우세 고조파 어드미턴스 크기와 기준 우세 고조파 어드미턴스 크기의 비율값 또는 차이값이 제2 기준범위를 벗어날 경우에 상기 AC필터 이상 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 우세 고조파 어드미턴스 크기와 제2 기준범위는 상기 기준 정보에 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 연산부(122)는 상기 고조파 어드미턴스 정보 중 우세 고조파 어드미턴스 차수와 기준 우세 고조파 어드미턴스 차수의 비율값 또는 차이값이 제3 기준범위를 벗어날 경우에 상기 AC필터 이상 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 우세 고조파 어드미턴스 차수와 제3 기준범위는 상기 기준 정보에 포함될 수 있다.
또한, 상기 연산부(122)는 전류 정보(#3)와 기준 정보를 비교하여 AC필터 이상위치 정보를 생성할 수 있다. 상기 AC필터 이상위치 정보는 AC필터(31, 32, 33, 35)에 포함된 복수의 수동 소자 중 어떤 수동 소자에 이상이 있는지를 나타내는 정보일 수 있다.
또한, 상기 연산부(122)는 전류 정보(#4)와 기준 정보를 비교하여 AC필터 내외부이상 정보를 생성할 수 있다. 상기 AC필터 내외부이상 정보는 AC필터(31, 32, 33, 35)의 이상 징후의 원인이 AC필터 내부인지 외부인지를 나타내는 정보일 수 있다.
저장부(123)는 상기 기준 정보를 저장하고 연산부(122)에 제공할 수 있다.
출력부(124)는 연산부(122)에 의해 생성된 AC필터 이상 정보의 형식을 시각적/청각적 정보로 변환하고 시각적/청각적 정보를 출력할 수 있으며, 연산부(122)에 의해 생성된 AC필터 이상 정보를 통신신호에 반영하고 상기 통신신호를 시스템 또는 관리자의 휴대용 단말기로 원격 전송할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 시스템은, 제어기(150)를 포함할 수 있다.
상기 제어기(150)는 AC필터(31, 32, 33, 35)의 접지측 전류의 위상의 AC계통(20)의 위상에 대한 상대적인 값이 제2 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터(31, 32, 33, 35) 중 적어도 일부가 절체되도록 절체 제어 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어기(150)는 건전 AC필터(35)에 투입 지령 신호를 전달할 수 있다. 이후, 건전 AC필터(35)는 제5 차단기(CB5)의 개폐동작에 의해 AC계통(20)에 투입될 수 있다. 이후, 상기 제어기(150)는 건전 AC필터(35)로부터 투입 확인 신호를 전달받을 수 있다. 이후, 상기 제어기(150)는 상대적으로 많은 고조파 전류가 흐르는 AC필터(31)에 차단 지령 신호를 전달할 수 있다. 이후, 상대적으로 많은 고조파 전류가 흐르는 AC필터(31)는 제1 차단기(CB1)의 개폐동작에 의해 차단될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 시스템은, 관리자의 수동 조작을 최소화하면서 자동으로 AC필터(31, 32, 33, 35)에 대한 절체를 제어할 수 있다.
한편, 상기 제어기(150)는 AC필터(31, 32, 33, 35)에 대한 절체 제어뿐만 아니라 AC계통(20)의 과전압 보호, 과부하 보호, 불평형 보호, 지락 고장 검출 등을 위해 AC계통(20)에 투입되는 AC필터(31, 32, 33, 35)의 개수를 제어하도록 제1 내지 제9 차단기(CB1, CB2, CB3, CB5, CB6, CB7, CB8, CB9)의 개폐동작을 제어할 수 있다.
도 3은 AC필터의 이상에 따른 고조파 전류의 비율값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3을 참조하면, AC계통 고조파 전류의 AC필터 고조파 전류 대비 비율은 AC필터의 이상 징후가 클수록 클 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치 및 시스템은 이러한 현상을 활용하여 AC필터의 고장 이전에 AC필터에 내재하는 이상 징후를 조기에 검출할 수 있다.
도 4는 AC필터의 이상에 따른 우세 고조파 어드미턴스의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 전류에 대응되는 고조파 어드미턴스 크기(Admittance)는 AC필터의 이상 징후가 클수록 작아질 수 있다.
도 4를 참조하면, AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 전류에 대응되는 고조파 어드미턴스 차수(Harmonic number)는 AC필터의 이상 징후가 클수록 높아질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치 및 시스템은 이러한 현상을 추가로 활용하여 AC필터의 고장 이전에 AC필터에 내재하는 이상 징후를 더욱 정확하게 검출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치 및 시스템은 이러한 현상을 별도로 활용하여 AC필터의 고장 이전에 AC필터에 내재하는 이상 징후를 검출할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치 및 시스템의 AC필터 이상위치 정보 및 AC필터 내외부이상 정보 생성을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 HVDC AC필터 이상 검출 장치(100a)는 제3 입력부(113), 제4 입력부(114) 및 처리부(120)를 포함할 수 있다.
제3 입력부(113)는 AC필터에 포함된 복수의 저항(R1, R2, R3)과, 복수의 캐패시터(C1, C2, C3)와, 복수의 인덕터(L1, L2, L3) 각각의 전류 정보를 입력 받을 수 있다.
제4 입력부(114)는 AC필터의 접지측의 전류 정보를 입력 받을 수 있다.
처리부(120)는 제3 입력부(113)에 의해 입력된 전류 정보와 기준 전류 정보를 비교할 수 있다. 상기 기준 전류 정보가 건전 AC필터의 전류 정보와 동일할 경우, 상기 처리부(120)는 제3 입력부(113)에 의해 입력된 전류 정보의 기준 전류 정보에 대한 상대적인 값이 기준범위를 벗어날 경우에 복수의 저항(R1, R2, R3)과, 복수의 캐패시터(C1, C2, C3)와, 복수의 인덕터(L1, L2, L3) 중 해당 수동 소자에 이상 징후가 존재한다는 AC필터 이상위치 정보를 생성할 수 있다.
처리부(120)는 제4 입력부(114)에 의해 입력된 전류 정보와 기준 위상 정보를 비교할 수 있다. 상기 기준 위상 정보가 AC계통(20)의 위상 정보와 동일한 경우, 상기 처리부(120)는 제4 입력부(114)에 의해 입력된 전류 정보의 기준 전류 정보에 대한 상대적인 값이 기준범위를 벗어날 경우에 이상 징후가 AC필터 내부에 존재한다는 정보를 생성하고, 상기 상대적인 값이 상기 기준범위 이내일 경우에 이상 징후가 AC필터 외부에 존재한다는 AC필터 내외부이상 정보를 생성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 기록된 명령들이 프로세서에 의해 실행되는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 기록된 명령들이 프로세서에 의해 실행되는 방법은, 고압 직류(HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하는 변환회로와 AC계통의 사이의 제1 고조파 전류의 정보를 입력 받는 단계(S110)와, 상기 AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 제2 고조파 전류의 정보를 입력 받는 단계(S120)와, 입력된 복수의 전류의 정보 각각에 대응되는 제1 및 제2 고조파 정보를 추출하고 상기 제1 및 제2 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성하는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
이에 따라, HVDC AC필터의 고장 이전에 AC필터에 내재하는 이상 징후가 조기에 검출될 수 있다.
한편, 상기 제1 또는 제2 고조파 전류는 AC계통과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 고조파 전류로 대체될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 기록된 명령들이 프로세서에 의해 실행되는 방법을 구체적으로 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, HVDC AC필터 이상 검출 장치, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 기록된 명령들을 수행하는 프로세서는, 각 AC필터(폴)의 실시간 전압, 전류를 측정(S210)하고, 각 폴에서 발생한 고조파와 변환회로(Feeder)측 고조파를 비교/연산(S220)하여 이상 유무를 판단(S230)하고, 각 AC필터의 고조파 어드미턴스(임피던스)를 비교/연산(S240)하고, 고조파 어드미턴스(임피던스)의 현재치가 초기치를 크게 벗어나는지 여부를 판단(S250)하고, AC필터의 수동소자(R, L, C) 각각의 전류를 분석(S260)하여 이상 유무를 판단(S270)하고, AC필터의 접지측 전류의 위상을 분석하여 내외부고장 유무를 판단(S280)할 수 있다.
이후, HVDC AC필터 이상 검출 장치, 시스템 및 컴퓨터 판독가능 기록 매체에 기록된 명령들을 수행하는 프로세서는, AC필터의 내부고장일 경우에 고장 AC필터의 위치를 판단(S290)하고, AC필터 이상신호를 발생(S300)하고, AC필터 자동 절체 가능 유무를 판단(S310)하고, 건전 AC필터에 대해 투입 신호를 출력(S320)하고, 건전 AC필터의 투입을 확인(S330)하고, 고장 AC필터의 차단기를 개방(S340)하고, 긴급 휴전 요청 알림을 발생(S350)할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 개진된 입력부(110), 연산부(122), 저장부(123) 및 출력부(124)는 아래와 같은 구성들 중 적어도 하나를 통해 구현될 수 있다.
예를 들어, 입력부(110)는 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 디바이스, 터치 입력 디바이스, 적외선 카메라, 비디오 입력 디바이스로 구현될 수 있다.
예를 들어, 연산부(122)는 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA)와 같은 프로세서로 구현될 수 있다.
예를 들어, 저장부(123)는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등), 자기 스토리지, 광학 스토리지로 구현될 수 있다.
예를 들어, 출력부(124)는 디스플레이, 스피커, 프린터로 구현될 수 있다.
예를 들어, 각 구성요소는 버스 등의 다양한 상호접속(예를 들어, 주변 구성요소 상호접속(PCI), USB, 펌웨어(IEEE 1394), 광학적 버스 구조 등)에 의해 접속될 수도 있고, 네트워크에 의해 상호접속될 수도 있다.
한편, 본 실시 예에서 사용되는 '~부' 라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 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, 마이크로코드, 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. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 시스템 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 "구성요소", "모듈", "시스템", "인터페이스" 등과 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다. 예를 들어, 구성요소는 프로세서 상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두가 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
CB1, CB2, CB3, CB5, CB6, CB7, CB8, CB9: 차단기
10: 변환회로
20: AC계통
31: 제1 AC필터
32: 제2 AC필터
33: 제3 AC필터
35: 건전 AC필터
110: 입력부
111: 제1 입력부
112: 제2 입력부
113: 제3 입력부
114: 제4 입력부
120: 처리부
121: A/D 변환부
122: 연산부
123: 저장부
124: 출력부
150: 제어기

Claims (12)

  1. 고압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전을 위한 AC-DC 변환을 하는 변환회로와 AC계통의 사이에서 흐르는 제1 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC필터의 사이에서 흐르는 제2 전류의 정보와 상기 AC계통과 AC송전선로의 사이를 흐르는 제3 전류의 정보 중 적어도 둘을 입력 받는 입력부; 및
    상기 입력부에 의해 입력된 복수의 전류의 정보 각각에 대응되는 제1 및 제2 고조파 정보를 추출하고 상기 제1 및 제2 고조파 정보가 적용된 소정의 수학식의 출력값이 기준범위를 벗어날 경우에 AC필터 이상 정보를 생성하는 처리부; 를 포함하되,
    상기 입력부는 상기 AC필터에 포함된 복수의 수동 소자 각각에 대응되는 복수의 수동 소자 전류 정보를 더 입력 받고,
    상기 처리부는 상기 AC필터 이상 정보를 생성한 경우에 상기 복수의 수동 소자 전류 정보 각각을 복수의 기준 수동 소자 전류 정보와 비교하고 비교결과에 기초하여 상기 AC필터에 포함된 복수의 수동 소자 중 어떤 수동 소자에 이상이 있는지를 나타내는 정보로서 AC필터 이상위치 정보를 생성하는 HVDC AC필터 이상 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 수학식의 출력값은 상기 제1 고조파 정보에 포함된 제1 n차 고조파 전류의 크기와 상기 제2 고조파 정보에 포함된 제2 n차 고조파 전류의 크기의 비율값 또는 차이값을 포함하는 HVDC AC필터 이상 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 수학식의 출력값은 상기 제1 고조파 정보에 포함된 제1 총 고조파 왜곡과 상기 제2 고조파 정보에 포함된 제2 총 고조파 왜곡의 비율값 또는 차이값을 포함하는 HVDC AC필터 이상 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 소정의 수학식의 출력값이 상기 기준범위를 벗어나고, 상기 제1 또는 제2 고조파 정보에 포함된 우세 고조파 어드미턴스 크기와 기준 우세 고조파 어드미턴스 크기의 비율값 또는 차이값이 제2 기준범위를 벗어날 경우에 상기 AC필터 이상 정보를 생성하는 HVDC AC필터 이상 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 소정의 수학식의 출력값이 상기 기준범위를 벗어나고, 상기 제1 또는 제2 고조파 정보에 포함된 우세 고조파 차수와 기준 우세 고조파 차수의 비율값 또는 차이값이 제3 기준범위를 벗어날 경우에 상기 AC필터 이상 정보를 생성하는 HVDC AC필터 이상 검출 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 입력부는 상기 AC필터의 접지측 전류 정보를 더 입력 받고,
    상기 처리부는 상기 AC필터 이상 정보를 생성한 경우에 상기 AC필터의 접지측 전류 정보의 위상에 기초하여 AC필터 내외부이상 정보를 생성하는 HVDC AC필터 이상 검출 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
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