KR102568050B1 - Apparatus for detecting islanding of distributed generation and method thereof - Google Patents

Apparatus for detecting islanding of distributed generation and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR102568050B1
KR102568050B1 KR1020210117678A KR20210117678A KR102568050B1 KR 102568050 B1 KR102568050 B1 KR 102568050B1 KR 1020210117678 A KR1020210117678 A KR 1020210117678A KR 20210117678 A KR20210117678 A KR 20210117678A KR 102568050 B1 KR102568050 B1 KR 102568050B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
time synchronization
distributed power
power supply
unit
Prior art date
Application number
KR1020210117678A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20230035175A (en
Inventor
조환희
박종영
정호성
조규정
한문섭
김형철
Original Assignee
한국철도기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국철도기술연구원 filed Critical 한국철도기술연구원
Priority to KR1020210117678A priority Critical patent/KR102568050B1/en
Publication of KR20230035175A publication Critical patent/KR20230035175A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102568050B1 publication Critical patent/KR102568050B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/005—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing phase or frequency of 2 mutually independent oscillations in demodulators)
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
    • G01R25/005—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller, or for passing one of the input signals as output signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R25/00—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents
    • G01R25/04—Arrangements for measuring phase angle between a voltage and a current or between voltages or currents involving adjustment of a phase shifter to produce a predetermined phase difference, e.g. zero difference
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0243—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model
    • G05B23/0254—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults model based detection method, e.g. first-principles knowledge model based on a quantitative model, e.g. mathematical relationships between inputs and outputs; functions: observer, Kalman filter, residual calculation, Neural Networks
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0259—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the response to fault detection
    • G05B23/0267—Fault communication, e.g. human machine interface [HMI]
    • G05B23/027—Alarm generation, e.g. communication protocol; Forms of alarm
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation

Abstract

본 발명은 분산전원의 단독운전 검출장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 분산전원의 단독운전 검출장치는, 계통전원과 분산전원에서 측정된 마이크로 시각동기위상신호를 입력받는 시각동기 위상신호 입력부; 시각동기 위상신호 입력부로부터 입력된 마이크로 시각동기위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산하여 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력하는 데이터 전처리부; 데이터 전처리부에서 출력되는 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 통계적으로 상관계수를 계산하고, 상관계수에 기초하여 단독운전을 판단하는 제어부; 및 제어부에서 단독운전으로 판단될 경우 알람을 생성하여 출력하는 알람부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Disclosed is a device and method for detecting islanding of a distributed power supply. An islanding operation detection device for distributed power supply according to the present invention includes a time synchronization phase signal input unit for receiving a micro time synchronization phase signal measured in a system power supply and a distributed power supply; A data pre-processing unit that calculates the phase angle difference and frequency change from the micro time synchronization phase signal input from the time synchronization phase signal input unit and outputs the current measured value of the phase angle and frequency deviation and the estimated correction value through the Kalman filter algorithm; a control unit that accumulates current measurement values and correction prediction values output from the data pre-processing unit to statistically calculate a correlation coefficient, and determines independent driving based on the correlation coefficient; and an alarm unit generating and outputting an alarm when the control unit determines that the driving is independent.

Description

분산전원의 단독운전 검출장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING ISLANDING OF DISTRIBUTED GENERATION AND METHOD THEREOF}Islanding detection device and method of distributed power supply {APPARATUS FOR DETECTING ISLANDING OF DISTRIBUTED GENERATION AND METHOD THEREOF}

본 발명은 분산전원의 단독운전 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배전계통의 다수의 개소에 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기(micro PMU(Phasor Measurement Unit))에서 측정된 시각동기화 위상각 및 주파수 정보를 활용하여 칼만필터로 예측한 예측값과 현재값과의 통계적 상관계수 분석을 통해 보다 빠르게 단독운전을 예지 검출하고 검출 불감대를 줄일 수 있는 분산전원의 단독운전 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an islanding detection device and method for distributed power, and more particularly, to a time synchronization phase angle measured by a micro PMU (Phasor Measurement Unit) installed in a plurality of locations of a distribution system. Distributed power supply islanding detection device and method that can predict and detect islanding more quickly and reduce detection deadband through statistical correlation coefficient analysis between the predicted value predicted by Kalman filter and the current value using frequency information and frequency information will be.

최근 화석에너지 고갈과 환경오염 문제로 대체 에너지를 이용한 발전에 전 세계적으로 많은 관심이 집중되고 있다. 대체 에너지를 통한 발전은 대용량 발전에 비해 용량이 작고 수요지 근처에 분산적으로 존재하여 분산 전원이라 부른다. 초기의 분산 전원은 용량이 작아 기존 전력 계통과는 분리된 상태로 운전되었는데, 최근에는 그 용량이 증가하면서 전력 계통과 연계된 상태로 가동되고 있다.Recently, due to the depletion of fossil energy and environmental pollution, much attention has been focused on power generation using alternative energy around the world. Power generation through alternative energy has a smaller capacity than large-capacity power generation and is called distributed power generation because it exists in a distributed manner near demand points. Distributed power in the early days was operated in a state separated from the existing power system due to its small capacity, but recently, as its capacity has increased, it has been operated in a state linked to the power system.

분산전원(Distributed Generator; DG)은 고압 및 저압 배전선로 등의 전력 계통에 고장이 발생하여 전력 계통의 전원이 차단되는 경우, 단독운전(Islanding)을 수행하여 인근 부하에 단독으로 전력을 공급하게 된다. 전력 계통의 고장을 파악하기 위해서는 분산전원의 단독운전 여부를 신속히 검출하고 단독운전을 정지시킬 필요가 있다. Distributed Generator (DG) performs islanding and supplies power independently to nearby loads when power systems such as high-voltage and low-voltage distribution lines fail and the power system is cut off. . In order to determine the failure of the power system, it is necessary to promptly detect whether or not the islanding operation of the distributed power source is stopped and stop the islanding operation.

일반적으로 분산전원의 단독운전을 검출하기 위해서는 수동적 방법 또는 능동적 방법을 사용한다. In general, a passive method or an active method is used to detect islanding of distributed power sources.

수동적 방법은 분산전원이 연계된 계통에서 전압, 전류, 주파수를 계측하여 전력 계통의 분리 여부를 기초로 분산전원의 단독운전 여부를 판단하는 방법이다. 수동적 방법은 구현이 간단하고 신속성이 우수하긴 하지만, 계통 분리 시 계측된 값의 변화가 작을 경우 단독운전으로 판단하지 못하는 불감대 영역(Non-Detection Zone; 이하 NDZ)이 존재하고 평상시 급격한 부하변동 등에 의해 오동작을 일으킬 수 있는 단점이 있으며, 다수의 분산전원이 적용된 경우에 검출 성능이 떨어진다는 단점을 갖는다. The passive method is a method of measuring voltage, current, and frequency in a system connected to distributed power sources and determining whether or not independent operation of distributed power sources is based on whether or not the power system is separated. Although the passive method is simple to implement and has excellent speed, there is a Non-Detection Zone (hereinafter referred to as NDZ) that cannot be judged as an independent operation if the change in the measured value during grid separation is small, and there is a There is a disadvantage that a malfunction may occur due to a large number of distributed power sources, and the detection performance is degraded when a plurality of distributed power sources are applied.

능동적 방법은 전력 계통의 연계선로에 미소한 외란(disturbance) 요소(예를 들어, 외란 전류)를 주입하고 이 외란 신호에 의한 전압/전류 또는 주파수의 변화를 감지하여 전력 계통의 분리 여부를 기초로 분산전원의 단독운전 여부를 판단하는 방법이다. 능동적 방법은 NDZ가 적거나 존재하지 않으나, 검출에 많은 시간이 소요되며 전력 계통을 불안정하게 하여 전기 품질을 저하한다는 단점을 갖는다.The active method is based on whether or not the power system is disconnected by injecting a minute disturbance element (eg, disturbance current) into the link line of the power system and detecting a change in voltage/current or frequency caused by the disturbance signal. It is a method to determine whether distributed power is operated independently. The active method has a disadvantage in that NDZ is small or non-existent, but it takes a long time to detect and degrades the quality of electricity by destabilizing the power system.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0009531호(2017.01.25. 공개, 분산전원의 단독운전 검출 방법 및 장치)에 개시되어 있다. The background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0009531 (published on January 25, 2017, method and apparatus for detecting islanding of distributed power sources).

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 배전계통의 다수의 개소에 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기에서 측정된 시각동기화 위상각 및 주파수 정보를 활용하여 칼만필터로 예측한 예측값과 현재값과의 통계적 상관계수 분석을 통해 보다 빠르게 단독운전을 예지 검출하고 검출 불감대를 줄일 수 있는 분산전원의 단독운전 검출장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to improve the above problems, and an object of the present invention according to one aspect is to utilize the time synchronization phase angle and frequency information measured by the micro time synchronization phase measuring device installed in a plurality of places in the distribution system It is to provide an islanding detection device and method for a distributed power supply capable of predicting and detecting islanding more quickly and reducing detection deadband through statistical correlation coefficient analysis between a predicted value predicted by a Kalman filter and a current value.

본 발명의 일 측면에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치는, 계통전원과 분산전원에서 측정된 마이크로 시각동기위상신호를 입력받는 시각동기 위상신호 입력부; 시각동기 위상신호 입력부로부터 입력된 마이크로 시각동기위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산하여 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력하는 데이터 전처리부; 데이터 전처리부에서 출력되는 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 통계적으로 상관계수를 계산하고, 상관계수에 기초하여 단독운전을 판단하는 제어부; 및 제어부에서 단독운전으로 판단될 경우 알람을 생성하여 출력하는 알람부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. An independent operation detection device of distributed power supply according to an aspect of the present invention includes a time synchronization phase signal input unit for receiving a micro time synchronization phase signal measured from a system power supply and a distributed power supply; A data pre-processing unit that calculates the phase angle difference and frequency change from the micro time synchronization phase signal input from the time synchronization phase signal input unit and outputs the current measured value of the phase angle and frequency deviation and the estimated correction value through the Kalman filter algorithm; a control unit that accumulates current measurement values and correction prediction values output from the data pre-processing unit to statistically calculate a correlation coefficient, and determines independent driving based on the correlation coefficient; and an alarm unit generating and outputting an alarm when the control unit determines that the driving is independent.

본 발명에서 시각동기 위상신호 입력부는, 계통전원과 분산전원에 각각 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 입력받거나 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 위상 데이터를 집선한 PDC(Phasor Data Concentrator) 서버로부터 입력받는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the time synchronization phase signal input unit receives an input from a micro time synchronization phase measuring device installed in each system power supply and a distributed power supply or receives an input from a PDC (Phasor Data Concentrator) server that collects phase data from a micro time synchronization phase measuring device. do.

본 발명에서 데이터 전처리부는, 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과, 위상각과 주파수 편차를 추정한 보정예측값의 차이가 최소화되도록 칼만이득값을 계산하여 선형추정 모델을 보정하여 연산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the data pre-processing unit is characterized in that the linear estimation model is corrected and calculated by calculating the Kalman gain value so that the difference between the current measurement value of the phase angle and frequency deviation and the correction prediction value obtained by estimating the phase angle and frequency deviation is minimized.

본 발명에서 데이터 전처리부는, 마이크로 시각동기위상 측정기의 측정오차 및 예측 시 프로세서의 오차에 대한 정보를 입력받아 연산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the data pre-processing unit is characterized in that it receives and calculates information about the measurement error of the micro visual sync phase measuring device and the error of the processor when predicting.

본 발명에서 제어부는 상관계수가 기준 한계값 이상으로 설정시간 유지될 경우 단독운전으로 판단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit is characterized in that it determines as independent operation when the correlation coefficient is maintained for a set time greater than the reference limit value.

본 발명에서 제어부는, 위상각과 주파수 편차에 대한 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 현재 누적값과 예측 누적값을 연산하는 데이터 누적 연산부; 데이터 누적 연산부에서 누적된 현재 누적값과 예측 누적값에 대해 통계적인 상관계수를 산출하는 통계적 처리부; 통계적 처리부에서 산출된 상관계수에 대한 유지시간을 검출하는 검출시간 연산부; 및 통계적 처리부에서 산출된 상관계수와 검출시간 연산부로부터 검출된 유지시간을 비교하여 상관계수가 기준 한계값 이상을 유지한 유지시간이 설정시간을 초과할 경우 단독운전으로 판단하는 단독운전 판정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the controller includes: a data accumulation calculation unit for calculating a current accumulation value and a prediction accumulation value by accumulating current measurement values and correction prediction values for the phase angle and frequency deviation; a statistical processing unit for calculating a statistical correlation coefficient between the current accumulation value and the predicted accumulation value accumulated by the data accumulation operation unit; a detection time calculation unit for detecting a retention time for the correlation coefficient calculated in the statistical processing unit; And an independent operation judgment unit that compares the correlation coefficient calculated by the statistical processing unit and the maintenance time detected from the detection time calculation unit and determines that the operation is independent if the maintenance time in which the correlation coefficient is maintained above the reference limit value exceeds the set time. It is characterized by including.

본 발명의 다른 측면에 따른 분산전원의 단독운전 검출방법은, 시각동기 위상신호 입력부가 계통전원과 분산전원에서 측정된 마이크로 시각동기 위상신호를 입력받는 단계; 데이터 전처리부가 마이크로 시각동기 위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산하여 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력하는 단계; 제어부가 위상각과 주파수 편차에 대한 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 현재 누적값과 예측 누적값을 누적 연산하는 단계; 제어부가 현재 누적값과 예측 누적값에 대해 통계적인 상관계수를 산출하는 단계; 제어부가 산출된 상관계수에 기초하여 단독운전을 판단하는 단계; 및 제어부에서 단독운전을 판단하여 단독운전으로 판단될 경우, 알람부가 알람을 생성하여 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In accordance with another aspect of the present invention, a method for detecting an island operation of a distributed power source includes the steps of receiving a micro time synchronization phase signal measured from a system power source and a distributed power source by a time synchronization phase signal input unit; calculating phase angle difference and frequency change from the micro-time synchronization phase signal by a data pre-processing unit and outputting a current measurement value of the phase angle and frequency deviation and an estimated correction prediction value through a Kalman filter algorithm; Accumulating, by a control unit, a current measurement value and a correction prediction value for a phase angle and a frequency deviation, and calculating a current accumulation value and a prediction accumulation value; Calculating, by a control unit, a statistical correlation coefficient for a current cumulative value and a predicted cumulative value; Determining independent operation based on the calculated correlation coefficient by the control unit; and generating and outputting an alarm by an alarm unit when the control unit determines the independent operation and the independent operation is determined.

본 발명에서 마이크로 시각동기 위상신호를 입력받는 단계는, 계통전원과 분산전원에 각각 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 입력받거나 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 위상 데이터를 집선한 PDC (Phasor Data Concentrator) 서버로부터 입력받는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of receiving the micro time synchronization phase signal is input from the micro time synchronization phase measuring device installed in the system power supply and the distributed power supply, respectively, or input from the PDC (Phasor Data Concentrator) server that aggregates the phase data from the micro time synchronization phase measuring device. characterized by receiving.

본 발명에서 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력하는 단계는, 데이터 전처리부가 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과, 위상각과 주파수 편차를 추정한 보정예측값의 차이가 최소화되도록 칼만이득값을 계산하여 선형추정 모델을 보정하여 연산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, in the step of outputting the current measurement value and the estimated correction value, the data preprocessor calculates the Kalman gain value so that the difference between the current measurement value of the phase angle and frequency deviation and the correction prediction value obtained by estimating the phase angle and frequency deviation is minimized. It is characterized in that the linear estimation model is calibrated and calculated.

본 발명에서 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력하는 단계는, 데이터 전처리부가 마이크로 시각동기위상 측정기의 측정오차 및 예측 시 프로세서의 오차에 대한 정보를 입력받아 연산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of outputting the current measured value and the estimated correction value is characterized in that the data pre-processing unit receives information about the measurement error of the micro visual synchronous phase measuring device and the error of the processor during prediction and calculates it.

본 발명의 일 측면에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치 및 그 방법은 배전계통의 다수의 개소에 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기에서 측정된 시각동기화 위상각 및 주파수 정보를 활용하여 칼만필터로 예측한 예측값과 현재값과의 통계적 상관계수 분석을 통해 보다 빠르게 단독운전을 예지 검출하고 검출 불감대를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 부하와 분산전원 간 전력수급 불일치량이 적어도 검출이 가능하고 단독운전 검출의 오동작을 줄일 수 있어 동작상 신뢰성을 높일 수 있다. An islanding operation detection device and method for distributed power generation according to an aspect of the present invention is a predicted value predicted by a Kalman filter using time synchronization phase angle and frequency information measured by micro time synchronization phase measuring devices installed at multiple locations in a distribution system. Through the analysis of the statistical correlation coefficient between the current value and the present value, it is possible to predict and detect islanding more quickly and reduce the detection deadband, as well as to detect at least the amount of power supply and demand mismatch between the load and the distributed power source, and to reduce the malfunction of the detection of islanding. operation reliability can be increased.

도 1은 분산전원과 연계된 배전계통도를 나타낸 도면이다.
도 2는 분산전원의 단독운전 시 운전점의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치에서 마이크로 시간동기위상 측정기의 설치 개소를 나타낸 배전 계통도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치에서 단독운전 판단상태를 나타낸 비교 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 1 is a diagram showing a distribution system associated with distributed power sources.
2 is a graph showing changes in operating points during single operation of distributed power sources.
3 is a block configuration diagram showing an islanding detection device for distributed power sources according to an embodiment of the present invention.
4 is a distribution system diagram showing the installation location of the micro time synchronization phase measuring device in the island operation detection device of the distributed power supply according to an embodiment of the present invention.
5 is a comparative graph showing an islanding operation determination state in the islanding operation detection device of distributed power sources according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for detecting islanding of distributed power sources according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 분산전원의 단독운전 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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An apparatus and method for detecting islanding of distributed power sources according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1은 분산전원과 연계된 배전계통도를 나타낸 도면이고, 도 2는 분산전원의 단독운전 시 운전점의 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a diagram showing a distribution system associated with distributed power sources, and FIG. 2 is a graph showing changes in operating points during independent operation of distributed power sources.

도 1에 도시된 바와 같이 계통전원과 분산전원이 연계된 배전계통에서 단독운전은, 계통전원의 고장으로 리크로져가 개방되어 계통전원 없이 분산전원에서 전기부하에 전원을 독립적으로 공급하는 현상을 의미한다. As shown in FIG. 1, independent operation in a distribution system in which system power and distributed power are linked means a phenomenon in which a leak-closer is opened due to a system power failure and power is independently supplied from distributed power to an electric load without system power. do.

이때 도 1의 배전계통에서 단독운전이 발생한 경우, 도 2에 도시된 빗금친 영역(단독운전 불검출 영역)에서는 부하의 소모전력(Pload +j Qload)이 계통연계형 인버터 발전전력과 유사하여 단독운전을 검출할 수 없게 되고, 그 외의 영역에서는 계통연계형 인버터의 발전전력과 부하의 소모전력이 불일치되거나 또는 부하의 공진주파수도 계통의 주파수도 불일치되어 단독운전 쉽게 검출할 수 있다. At this time, when islanding operation occurs in the distribution system of FIG. 1, in the hatched area (independent operation non-detection area) shown in FIG. cannot be detected, and in other areas, the power generated by the grid-connected inverter and the power consumed by the load are mismatched, or the resonant frequency of the load and the frequency of the grid are mismatched, so independent operation can be easily detected.

따라서 본 실시예에서는 시각동기화 위상각 및 주파수 정보를 활용하여 칼만필터로 예측한 예측값과 현재값과의 통계적 상관계수 분석을 통해 보다 빠르게 단독운전을 검출하고 검출 불감대를 줄일 수 있도록 하는 것이다. Therefore, in this embodiment, the independent operation can be detected more quickly and the detection deadband can be reduced through statistical correlation coefficient analysis between the predicted value predicted by the Kalman filter and the current value by utilizing time synchronization phase angle and frequency information.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치에서 마이크로 PMU의 설치 개소를 나타낸 배전 계통도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치에서 단독운전 판단상태를 나타낸 비교 그래프이다. 3 is a block configuration diagram showing an islanding detection device for distributed power sources according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows an installation location of a micro PMU in an islanding operation detection device for distributed power sources according to an embodiment of the present invention. 5 is a comparison graph showing an islanding operation determination state in the islanding operation detection device of distributed power sources according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출장치는, 시각동기 위상신호 입력부(10), 데이터 전처리부(20), 제어부(30) 및 알람부(40)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the islanding operation detection device of distributed power supply according to an embodiment of the present invention includes a time synchronization phase signal input unit 10, a data pre-processing unit 20, a control unit 30, and an alarm unit 40. can include

시각동기 위상신호 입력부(10)는 계통전원과 분산전원에서 측정된 마이크로 시각동기 위상신호를 입력받을 수 있다. The time synchronization phase signal input unit 10 may receive a micro time synchronization phase signal measured from the system power supply and the distributed power supply.

여기서, 시각동기 위상신호 입력부(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 계통전원과 분산전원에 각각 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기(A, B, C)로부터 입력받을 수 있다. Here, as shown in FIG. 4, the time synchronization phase signal input unit 10 may receive input from micro time synchronization phase measuring devices A, B, and C respectively installed in the system power supply and the distributed power supply.

이때 마이크로 시각동기위상 측정기(micro PMU(Phasor Measurement Unit)) A는 계통전원의 피더측 기준 모선에 설치되고, B, C는 해당 피더단 이하의 분산전원 앞단의 모선에 설치할 수 있다. At this time, micro PMU (Phasor Measurement Unit) A is installed on the reference bus of the feeder side of the system power supply, and B and C can be installed on the bus of the front stage of distributed power below the corresponding feeder stage.

따라서 단독운전 상황이 발생한다면 시각동기화 되어 있는 데이터 상으로 A와 B, A와 C 사이의 위상각 및 주파수가 달라질 수 있어 각 A, B 및 A, C의 주파수 변화와 위상각 차를 계산하여 단독운전을 검출할 수 있다. Therefore, if an island driving situation occurs, the phase angle and frequency between A and B and A and C may vary on the time-synchronized data, so the frequency change and phase angle difference of each A, B and A, C can be calculated and Driving can be detected.

또한, 시각동기 위상신호 입력부(10)는 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 위상 데이터를 집선한 PDC (Phasor Data Concentrator) 서버(미도시)로부터 입력받을 수도 있다. In addition, the time synchronization phase signal input unit 10 may receive an input from a PDC (Phasor Data Concentrator) server (not shown) that collects phase data from the micro time synchronization phase measuring device.

데이터 전처리부(20)는 시각동기 위상신호 입력부(10)로부터 입력된 마이크로 시각동기 위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산하여 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력할 수 있다. The data preprocessing unit 20 calculates the phase angle difference and frequency change from the micro time synchronization phase signal input from the time synchronization phase signal input unit 10, and calculates the current measurement value of the phase angle and frequency deviation and the estimated correction through the Kalman filter algorithm. Predictions can be output.

여기서 데이터 전처리부(20)는 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 위상각과, 주파수 편차를 추정한 보정예측값의 차이가 최소화되도록 칼만이득값을 계산하여 선형추정 모델을 보정할 수 있다. Here, the data pre-processing unit 20 calculates the Kalman gain value so that the difference between the current measurement value of the phase angle and frequency deviation and the correction prediction value estimating the phase angle and frequency deviation is minimized through the Kalman filter algorithm to correct the linear estimation model. there is.

이때 데이터 전처리부(20)는 마이크로 시각동기위상 측정기의 측정오차 및 예측 시 프로세서의 오차에 대한 정보를 입력받아 연산한다. At this time, the data pre-processing unit 20 receives and calculates information about the measurement error of the micro visual synchronous phase measuring device and the error of the processor when predicting.

데이터 전처리부(20)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 시각동기 위상신호가 시계열적으로 입력되면, 이를 자기회귀(Auto-regressive, AR) 모형으로 차수를 입력하여 수학식 1과 같은 선형 시스템 모델의 파라미터를 추정할 수 있다. More specifically, the data pre-processing unit 20, when the time-synchronized phase signal is input in time-series, inputs the order to an auto-regressive (AR) model to obtain a linear system model such as Equation 1. parameters can be estimated.

본 실시예에서는 이러한 선형추정 모델을 보정하고 예측하기 위해 칼만필터의 예측(Prediction)과 보정(Correction)을 채용할 수 있다. In this embodiment, prediction and correction of a Kalman filter may be employed to correct and predict such a linear estimation model.

본 실시예에서는 계통의 동적 특성이 비선형임에도 일반적인 칼만필터의 형태를 차용할 수 있다. 즉, 확장 칼만필터나 무향 칼만필터, 입자필터 등의 비선형시스템 상태 추정 기법의 경우 수학적 모델링이 필요하지만, 본 실시예에서는 마이크로 시각동기위상 측정기에서 취득되는 시각동기화된 고해상도의 데이터를 활용함으로써, 측정 기반에서 그 과정을 시계열 모형 추정으로 선형시스템을 추정할 수 있어 기본적인 칼만필터 알고리즘을 채용할 수 있다. In this embodiment, the form of a general Kalman filter can be borrowed even though the dynamic characteristics of the system are nonlinear. That is, in the case of nonlinear system state estimation techniques such as extended Kalman filters, unscented Kalman filters, and particle filters, mathematical modeling is required. Based on the process, a linear system can be estimated by time series model estimation, so the basic Kalman filter algorithm can be adopted.

먼저 예측(Prediction)을 위해 수학식 1로부터 시각동기 위상신호에서 취득한 위상각 및 주파수 정보로부터 배전망 시스템의 A, B, C, D 파라미터를 추정하면, 이것이 시스템 모델 정보라 할 수 있다. 그리고 수학식 2와 같이 시스템 상태를 모델로부터 구할 수 있다.First, if the A, B, C, and D parameters of the distribution network system are estimated from the phase angle and frequency information obtained from the time synchronization phase signal from Equation 1 for prediction, this can be referred to as system model information. And, as shown in Equation 2, the system state can be obtained from the model.

다음으로 수학식 3은 오차 공분산을 구하는 과정이다. 여기서 Qk는 프로세스 잡음을 포함한 공분산 행렬이다.Next, Equation 3 is a process of obtaining the error covariance. where Qk is the covariance matrix including process noise.

다음으로 보정(Correction)을 위해 수학식 4와 같이 칼만이득 Kk를 계산한다. 여기서 Rk는 측정 잡음을 포함한 공분산 행렬이다.Next, for correction, the Kalman gain Kk is calculated as shown in Equation 4. where Rk is the covariance matrix including measurement noise.

이후 수학식 5와 같이 예측된 상태정보를 측정 정보로 업데이트한다.Then, as shown in Equation 5, the predicted state information is updated with measurement information.

그 다음 수학식 6과 같이 오차 공분산도 업데이트한다.Then, the error covariance is also updated as shown in Equation 6.

여기서 칼만필터를 통해서 시각동기위상 측정기의 노이즈 성분의 특성이 제공되므로, 이를 알고 있으면 통계학적으로 도출된 이득값을 통해 상태를 추정 또는 예측할 수 있다. Here, since the characteristic of the noise component of the visual synchrophase measurer is provided through the Kalman filter, the state can be estimated or predicted through a statistically derived gain value if this is known.

제어부(30)는 데이터 전처리부(20)에서 출력되는 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 통계적으로 상관계수를 계산하고, 상관계수에 기초하여 단독운전을 판단할 수 있다. 즉, 상관계수가 기준 한계값 이상으로 설정시간 유지될 경우 단독운전으로 판단할 수 있다. The control unit 30 may statistically calculate a correlation coefficient by accumulating the current measurement value and the correction prediction value output from the data pre-processing unit 20, and determine independent driving based on the correlation coefficient. That is, if the correlation coefficient is maintained for a set time longer than the reference limit value, it can be determined as an independent operation.

예를 들어, 상관계수가 0.95 이상으로 유지시간이 0.2초가 유지될 경우 단독운전으로 판단할 수 있다. For example, if the correlation coefficient is 0.95 or more and the holding time is maintained at 0.2 seconds, it can be determined as independent operation.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이 단독운전을 예지 검출하여 기존방법과 대비하여 빠르게 단독운전을 검출할 수 있다. That is, as shown in FIG. 5 , independent operation can be predicted and detected quickly compared to the existing method.

여기서 제어부(30)는 데이터 누적 연산부(32), 통계적 처리부(34), 검출시간 연산부(36) 및 단독운전 판정부(38)를 포함할 수 있다. Here, the control unit 30 may include a data accumulation operation unit 32, a statistical processing unit 34, a detection time operation unit 36, and an independent driving determination unit 38.

데이터 누적 연산부(32)는 데이터 전처리부(20)에서 출력되는 위상각과 주파수 편차에 대한 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 현재 누적값과 예측 누적값을 연산할 수 있다. The data accumulation calculation unit 32 may calculate a current accumulation value and a prediction accumulation value by accumulating current measurement values and correction prediction values for the phase angle and frequency deviation output from the data preprocessor 20 .

통계적 처리부(34)는 데이터 누적 연산부(32)에서 누적된 현재 누적값과 예측 누적값에 대해 통계적인 상관계수를 산출할 수 있다. The statistical processing unit 34 may calculate a statistical correlation coefficient for the current accumulation value and the predicted accumulation value accumulated by the data accumulation operation unit 32 .

검출시간 연산부(36)는 통계적 처리부(34)에서 산출된 상관계수에 대한 유지시간을 검출할 수 있다. The detection time calculation unit 36 may detect a retention time for the correlation coefficient calculated by the statistical processing unit 34 .

단독운전 판정부(38)는 통계적 처리부(34)에서 산출된 상관계수와 검출시간 연산부(36)로부터 검출된 유지시간을 비교하여 상관계수가 기준 한계값 이상을 유지한 유지시간이 설정시간을 초과할 경우 단독운전으로 판단할 수 있다. The independent operation determination unit 38 compares the correlation coefficient calculated by the statistical processing unit 34 with the retention time detected by the detection time calculation unit 36, and the retention time when the correlation coefficient is maintained at or above the reference limit exceeds the set time. If so, it can be judged as a single operation.

알람부(40)는 제어부(30)에서 단독운전으로 판단될 경우 알람을 생성하여 소리를 발생시켜 출력하거나 차단기에 알람을 출력할 수 있다. The alarm unit 40 may generate an alarm to generate and output a sound or output an alarm to a circuit breaker when the control unit 30 determines that the operation is independent.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 분산전원의 단독운전 검출장치에 따르면, 배전계통의 다수의 개소에 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기에서 측정된 시각동기화 위상각 및 주파수 정보를 활용하여 칼만필터로 예측한 예측값과 현재값과의 통계적 상관계수 분석을 통해 보다 빠르게 단독운전을 예지 검출하고 검출 불감대를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 부하와 분산전원 간 전력수급 불일치량이 적어도 검출이 가능하고 단독운전 검출의 오동작을 줄일 수 있어 동작상 신뢰성을 높일 수 있다. As described above, according to the islanding operation detection device of distributed power generation according to an embodiment of the present invention, a Kalman filter is utilized by using time synchronization phase angle and frequency information measured by micro time synchronization phase measuring devices installed at multiple locations in the distribution system. Through the statistical correlation coefficient analysis between the predicted value and the current value, it is possible to predict and detect islanding more quickly and reduce the detection deadband, and it is possible to detect at least the amount of power supply and demand mismatch between the load and the distributed power source. Malfunctions can be reduced and operational reliability can be increased.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating a method for detecting islanding of distributed power sources according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 분산전원의 단독운전 검출방법에서는, 먼저 시각동기 위상신호 입력부(10)가 계통전원과 분산전원에서 측정된 마이크로 시각동기위상신호를 입력받는다(S10). As shown in FIG. 6, in the independent operation detection method of distributed power supply according to an embodiment of the present invention, first, the time synchronization phase signal input unit 10 receives the micro time synchronization phase signal measured in the system power supply and the distributed power supply. (S10).

이때 시각동기 위상신호 입력부(10)는 계통전원과 분산전원에 각각 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기(micro PMU(Phasor Measurement Unit))로부터 입력받거나 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 위상 데이터를 집선한 PDC (Phasor Data Concentrator) 서버로부터 입력받을 수 있다. At this time, the time synchronization phase signal input unit 10 receives an input from a micro PMU (Phasor Measurement Unit) installed in the grid power supply and distributed power supply, respectively, or a PDC (Phasor Data Concentrator) can receive input from the server.

S10 단계에서 마이크로 시각동기위상신호를 입력받은 후 데이터 전처리부(20)는 마이크로 시각동기 위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산한다(S20). After receiving the micro time synchronization phase signal in step S10, the data pre-processing unit 20 calculates the phase angle difference and frequency change from the micro time synchronization phase signal (S20).

S20 단계에서 위상각 차와 주파수 변화를 연산한 후 데이터 전처리부(20)는 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력한다(S30). After calculating the phase angle difference and the frequency change in step S20, the data preprocessor 20 outputs the current measured value of the phase angle and frequency deviation and the estimated correction value through the Kalman filter algorithm (S30).

여기서, 데이터 전처리부(20)는 시각동기 위상신호 입력부(10)로부터 입력된 마이크로 시각동기 위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산하여 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력할 수 있다. Here, the data pre-processing unit 20 calculates the phase angle difference and frequency change from the micro time synchronization phase signal input from the time synchronization phase signal input unit 10 and estimates the current measurement value and frequency deviation through the Kalman filter algorithm. A correction prediction value can be output.

이때 데이터 전처리부(20)는 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 위상각과, 주파수 편차를 추정한 보정예측값의 차이가 최소화되도록 칼만이득값을 계산하여 선형추정 모델을 보정할 수 있다. At this time, the data pre-processing unit 20 calculates the Kalman gain value so that the difference between the current measurement value of the phase angle and frequency deviation and the correction prediction value estimating the phase angle and frequency deviation is minimized through the Kalman filter algorithm to correct the linear estimation model. there is.

또한, 데이터 전처리부(20)는 마이크로 시각동기위상 측정기의 측정오차 및 예측 시 프로세서의 오차에 대한 정보를 입력받아 연산한다. In addition, the data pre-processing unit 20 receives and calculates information about the measurement error of the micro visual synchronous phase measurer and the error of the processor when predicting.

S30 단계에서 출력되는 위상각과 주파수 편차에 대한 현재 측정값과 보정예측값에 대해 제어부(30)는 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 현재 누적값과 예측 누적값을 연산한다(S40). Regarding the current measurement value and correction prediction value for the phase angle and frequency deviation output in step S30, the control unit 30 accumulates the current measurement value and correction prediction value to calculate a current accumulation value and a prediction accumulation value (S40).

S40 단계에서 누적 연산한 현재 누적값과 예측 누적값에 대해 제어부(30)는 통계적인 상관계수를 산출한다(S50). The control unit 30 calculates a statistical correlation coefficient for the current accumulated value and the predicted accumulated value calculated in step S40 (S50).

S50 단계에서 상관계수를 산출한 후 제어부(30)는 상관계수가 기준 한계값 이상으로 설정시간 유지될 경우 단독운전으로 판단한다(S60). After calculating the correlation coefficient in step S50, the control unit 30 determines that the operation is independent if the correlation coefficient is maintained for a set time longer than the reference limit value (S60).

예를 들어, 상관계수가 0.95 이상으로 유지시간이 0.2초가 유지될 경우 단독운전으로 판단할 수 있다. For example, if the correlation coefficient is 0.95 or more and the holding time is maintained at 0.2 seconds, it can be determined as independent operation.

S60 단계에서 단독운전을 판단한 후 단독운전으로 판단될 경우, 알람부(40)는 제어부(30)에서 단독운전으로 판단될 경우 알람을 생성하여 소리를 발생시켜 출력하거나 차단기에 알람을 출력한다(S70). If the independent operation is determined after determining the independent operation in step S60, the alarm unit 40 generates an alarm to generate and output a sound or output an alarm to the circuit breaker when the control unit 30 determines that the independent operation occurs (S70). ).

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 분산전원의 단독운전 검출방법에 따르면, 배전계통의 다수의 개소에 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기에서 측정된 시각동기화 위상각 및 주파수 정보를 활용하여 칼만필터로 예측한 예측값과 현재값과의 통계적 상관계수 분석을 통해 보다 빠르게 단독운전을 예지 검출하고 검출 불감대를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 부하와 분산전원 간 전력수급 불일치량이 적어도 검출이 가능하고 단독운전 검출의 오동작을 줄일 수 있어 동작상 신뢰성을 높일 수 있다. As described above, according to the method for detecting island operation of a distributed power supply according to an embodiment of the present invention, a Kalman filter is utilized by using time synchronization phase angle and frequency information measured by micro time synchronization phase measuring devices installed at multiple locations in a distribution system. Through the statistical correlation coefficient analysis between the predicted value and the current value, it is possible to predict and detect islanding more quickly and reduce the detection deadband, and it is possible to detect at least the amount of power supply and demand mismatch between the load and the distributed power source. Malfunctions can be reduced and operational reliability can be increased.

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.Implementations described herein may be embodied in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Even if discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), the implementation of features discussed may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented in suitable hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which is generally referred to as a processing device including, for example, a computer, microprocessor, integrated circuit, programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

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. The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other embodiments. will understand

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the claims below.

10 : 시각동기 위상신호 입력부
20 : 데이터 전처리부
30 : 제어부
32 : 데이터 누적 연산부
34 : 통계적 처리부
36 : 검출시간 연산부
38 : 단독운전 판정부
40 : 알람부10: time synchronization phase signal input unit
20: data pre-processing unit
30: control unit
32: data accumulation operation unit
34: statistical processing unit
36: detection time calculation unit
38: independent driving judgment unit
40: alarm unit

Claims (10)

계통전원과 분산전원에서 측정된 마이크로 시각동기위상신호를 입력받는 시각동기 위상신호 입력부;
상기 시각동기 위상신호 입력부로부터 입력된 상기 마이크로 시각동기위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산하여 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력하는 데이터 전처리부;
상기 데이터 전처리부에서 출력되는 상기 현재 측정값과 상기 보정예측값을 누적하여 통계적으로 상관계수를 계산하고, 상기 상관계수에 기초하여 단독운전을 판단하는 제어부; 및
상기 제어부에서 단독운전으로 판단될 경우 알람을 생성하여 출력하는 알람부;를 포함하되,
상기 데이터 전처리부는, 마이크로 시각동기위상 측정기의 측정오차 및 예측 시 프로세서의 오차에 대한 정보를 입력받아 연산하고,
상기 제어부는,
위상각과 주파수 편차에 대한 상기 현재 측정값과 상기 보정예측값을 누적하여 현재 누적값과 예측 누적값을 연산하는 데이터 누적 연산부;
상기 데이터 누적 연산부에서 누적된 상기 현재 누적값과 상기 예측 누적값에 대해 통계적인 상기 상관계수를 산출하는 통계적 처리부;
상기 통계적 처리부에서 산출된 상기 상관계수에 대한 유지시간을 검출하는 검출시간 연산부; 및
상기 통계적 처리부에서 산출된 상기 상관계수와 상기 검출시간 연산부로부터 검출된 상기 유지시간을 비교하여 상기 상관계수가 기준 한계값 이상을 유지한 상기 유지시간이 설정시간을 초과할 경우 단독운전으로 판단하는 단독운전 판정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산전원의 단독운전 검출장치.
a time synchronization phase signal input unit receiving a micro time synchronization phase signal measured from system power and distributed power;
a data pre-processing unit which calculates a phase angle difference and a frequency change from the micro time synchronization phase signal input from the time synchronization phase signal input unit and outputs a current measured value of the phase angle and frequency deviation and an estimated correction value through a Kalman filter algorithm;
a control unit that accumulates the current measurement value output from the data pre-processing unit and the correction prediction value, statistically calculates a correlation coefficient, and determines independent driving based on the correlation coefficient; and
An alarm unit generating and outputting an alarm when the controller determines that the operation is independent;
The data pre-processing unit receives and calculates information about the measurement error of the micro visual synchronous phase measuring device and the error of the processor when predicting,
The control unit,
a data accumulation calculation unit configured to calculate a current accumulation value and a prediction accumulation value by accumulating the current measurement value and the correction prediction value for the phase angle and frequency deviation;
a statistical processing unit calculating the statistical correlation coefficient with respect to the current accumulation value and the predicted accumulation value accumulated by the data accumulation operation unit;
a detection time calculation unit for detecting a retention time for the correlation coefficient calculated by the statistical processing unit; and
Comparing the correlation coefficient calculated by the statistical processing unit with the retention time detected by the detection time calculation unit, and determining that the operation is independent when the retention time at which the correlation coefficient is maintained at or above the reference limit value exceeds the set time An island operation detection device for distributed power supply, comprising: an operation determination unit.
 제 1항에 있어서, 상기 시각동기 위상신호 입력부는, 계통전원과 분산전원에 각각 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 입력받거나 상기 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 위상 데이터를 집선한 PDC(Phasor Data Concentrator) 서버로부터 입력받는 것을 특징으로 하는 분산전원의 단독운전 검출장치.
The method of claim 1, wherein the time synchronization phase signal input unit receives an input from a micro time synchronization phase measuring device installed in each of the system power supply and the distributed power supply or from a PDC (Phasor Data Concentrator) server that collects phase data from the micro time synchronization phase measuring device. Distributed power source islanding detection device, characterized in that for receiving input.
 제 1항에 있어서, 상기 데이터 전처리부는, 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과, 위상각과 주파수 편차를 추정한 상기 보정예측값의 차이가 최소화되도록 칼만이득값을 계산하여 선형추정 모델을 보정하여 연산하는 것을 특징으로 하는 분산전원의 단독운전 검출장치.
The method of claim 1, wherein the data pre-processing unit calculates a Kalman gain value to minimize a difference between a current measurement value of the phase angle and frequency deviation and the correction prediction value obtained by estimating the phase angle and frequency deviation, and corrects and calculates the linear estimation model. Islanding detection device of distributed power supply, characterized in that.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 시각동기 위상신호 입력부가 계통전원과 분산전원에서 측정된 마이크로 시각동기 위상신호를 입력받는 단계;
데이터 전처리부가 상기 마이크로 시각동기 위상신호로부터 위상각 차와 주파수 변화를 연산하여 칼만필터 알고리즘을 통해 위상각과 주파수 편차의 현재 측정값과 추정한 보정예측값을 출력하는 단계;
제어부가 위상각과 주파수 편차에 대한 상기 현재 측정값과 보정예측값을 누적하여 현재 누적값과 예측 누적값을 누적 연산하는 단계;
상기 제어부가 상기 현재 누적값과 상기 예측 누적값에 대해 통계적인 상관계수를 산출하는 단계;
상기 제어부가 산출된 상기 상관계수에 기초하여 단독운전을 판단하는 단계; 및
상기 제어부에서 단독운전을 판단하여 단독운전으로 판단될 경우, 알람부가 알람을 생성하여 출력하는 단계;를 포함하되,
상기 현재 측정값과 추정한 상기 보정예측값을 출력하는 단계는, 상기 데이터 전처리부가 마이크로 시각동기위상 측정기의 측정오차 및 예측 시 프로세서의 오차에 대한 정보를 입력받아 연산하는 것을 특징으로 하는 분산전원의 단독운전 검출방법.
Step of receiving the micro time synchronization phase signal measured in the system power supply and the distributed power supply by the time synchronization phase signal input unit;
calculating phase angle difference and frequency change from the micro time synchronization phase signal by a data pre-processing unit and outputting a current measured value of phase angle and frequency deviation and an estimated correction predicted value through a Kalman filter algorithm;
Accumulating, by a controller, the current measurement value and the correction prediction value for the phase angle and the frequency deviation, and calculating a current accumulation value and a prediction accumulation value;
calculating, by the controller, a statistical correlation coefficient between the current cumulative value and the predicted cumulative value;
determining, by the control unit, independent driving based on the calculated correlation coefficient; and
Including; generating and outputting an alarm by an alarm unit when it is determined that the independent operation is determined by the control unit;
In the step of outputting the current measurement value and the estimated correction value, the data pre-processing unit receives information about the measurement error of the micro-time synchronous phase measuring device and the error of the processor when predicting, and calculates it. Driving detection method.
 제 7항에 있어서, 상기 마이크로 시각동기 위상신호를 입력받는 단계는, 계통전원과 분산전원에 각각 설치된 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 입력받거나 상기 마이크로 시각동기위상 측정기로부터 위상 데이터를 집선한 PDC (Phasor Data Concentrator) 서버로부터 입력받는 것을 특징으로 하는 분산전원의 단독운전 검출방법.
The method of claim 7, wherein the step of receiving the micro time synchronous phase signal is received from a micro time synchronous phase measuring device installed in each of the grid power supply and the distributed power supply, or a PDC (Phasor Data A method for detecting island operation of distributed power sources, characterized in that input is received from a concentrator server.
 제 7항에 있어서, 상기 현재 측정값과 추정한 상기 보정예측값을 출력하는 단계는, 상기 데이터 전처리부가 위상각과 주파수 편차의 상기 현재 측정값과, 위상각과 주파수 편차를 추정한 상기 보정예측값의 차이가 최소화되도록 칼만이득값을 계산하여 선형추정 모델을 보정하여 연산하는 것을 특징으로 하는 분산전원의 단독운전 검출방법.
The method of claim 7, wherein the step of outputting the current measurement value and the estimated correction value comprises a difference between the current measurement value of the phase angle and frequency deviation and the correction prediction value obtained by estimating the phase angle and frequency deviation by the data preprocessing unit. A method for detecting islanding of a distributed power supply, characterized in that the calculation is performed by calculating the Kalman gain value to be minimized and correcting the linear estimation model.
 삭제delete
KR1020210117678A 2021-09-03 2021-09-03 Apparatus for detecting islanding of distributed generation and method thereof KR102568050B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210117678A KR102568050B1 (en) 2021-09-03 2021-09-03 Apparatus for detecting islanding of distributed generation and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210117678A KR102568050B1 (en) 2021-09-03 2021-09-03 Apparatus for detecting islanding of distributed generation and method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230035175A KR20230035175A (en) 2023-03-13
KR102568050B1 true KR102568050B1 (en) 2023-08-23

Family

ID=85513741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210117678A KR102568050B1 (en) 2021-09-03 2021-09-03 Apparatus for detecting islanding of distributed generation and method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102568050B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024168A (en) * 2014-07-24 2016-02-08 三菱電機株式会社 Signal processing apparatus and signal processing method
JP2017118718A (en) 2015-12-25 2017-06-29 富士電機株式会社 Isolated operation detection system for distributed power sources
JP2019530394A (en) * 2016-08-18 2019-10-17 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ Enhanced single grid management application for power grid systems

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101778774B1 (en) * 2014-09-30 2017-09-27 한국전기연구원 The System and Method of Detecting Islanding by Checking Frequency in Microgrid
KR20180086655A (en) * 2017-01-23 2018-08-01 한국전기연구원 Method for Estimating Model Parameters of Generator Based on PMU(Phasor Measurement Unit) Measurement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024168A (en) * 2014-07-24 2016-02-08 三菱電機株式会社 Signal processing apparatus and signal processing method
JP2017118718A (en) 2015-12-25 2017-06-29 富士電機株式会社 Isolated operation detection system for distributed power sources
JP2019530394A (en) * 2016-08-18 2019-10-17 ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ Enhanced single grid management application for power grid systems

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230035175A (en) 2023-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7494271B2 (en) Power-line sag calculation by way of power-system state estimation
Sun et al. Underfrequency load shedding using locally estimated RoCoF of the center of inertia
WO2018070170A1 (en) Power flow monitoring device for power system, power system stabilization device, and power flow monitoring method for power system
US11209474B2 (en) Method for locating phase faults in a microgrid
US10424926B2 (en) Method for controlling an electric power distribution micro-grid
WO2014189725A1 (en) Detecting electrical islands using wide-area measurements
JP2016158371A (en) Estimation method for power generation output, estimation device and estimation program
JP6047425B2 (en) Isolated operation detection device and isolated operation detection method
JP2001103669A (en) Frequency-stabilizing device of power system
KR102568050B1 (en) Apparatus for detecting islanding of distributed generation and method thereof
CN111337777B (en) Island detection method and device, grid-connected inverter and computer readable storage medium
JP2023002266A (en) Power factor estimation device, power factor estimation method, and power factor estimation program
US11316345B2 (en) Predictive voltage stability of a power system post-contingency
Zamani et al. A PMU-augmented stability power limit assessment for reliable arming of special protection systems
Ghasemkhani et al. Decentralized dynamic state estimation with missing and delayed PMU measurements
KR101023786B1 (en) Islanding Detection Method and Apparatus using Distorted Grid Voltage
Irita et al. Decentralized fault detection of multiple cyber attacks in power network via Kalman filter
KR101338125B1 (en) Intelligent and Adaptive Protection System for Varying Power System Conditions to Prevent Transient Instability
KR101569586B1 (en) Apparatus and method for correcting of acquired data
Nourizadeh et al. Frequency monitoring and control during power system restoration based on wide area measurement system
JP6847808B2 (en) Supply and demand adjustment system, supply and demand adjustment method and supply and demand adjustment program
KR100538439B1 (en) Islanding detection method for distributed generations interconnected with utility networks
JP2015033252A (en) Control device for power system, and control system
Adhikari et al. Effective angle prediction algorithm for utilization of PMU data: toward prevention of wide area blackouts
CN116780639B (en) Distributed photovoltaic grid-connected control method, device and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant