KR102596470B1 - 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이터 - Google Patents
계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이터 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법은, 적용할 필드의 실제 계통을 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계; 상기 필드에 적용된 FACTS 설비를 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계; 상기 계통의 모델링과 상기 FACTS 설비의 모델링을 결합하는 단계; 사용자의 모의 조작을 결합된 모델링에 반영하는 단계; 상기 모의 조작이 반영된 모델링 산출물을 PS-CAD 툴에 인가하는 단계; 및 상기 PS-CAD 툴의 출력을 접수하여 상기 계통 및 상기 FACTS 설비와 함께 표현하여 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 운영자 및 신규 보직자 교육 훈련에 유용한 실제 계통이 반영된 유연송전시스템(FACTS, Flexible AC Transmission System)에 대한 시뮬레이터에 관한 것이다.
유연송전시스템(Flexible AC Transmission System:FACTS)이란 대전력용 반도체 소자를 이용하여 송전용량 증대 및 계통 안정화에 기여할 수 있는 새로운 개념의 전력 전송 시스템을 의미하며 대용량 장거리 송전선로의 효율적 운영을 위해 적용된다.
그러나, FACTS 설비의 운전 제어는 변전소 및 SCADA 지역 급전소 운전자들이 주변계통 상황을 바탕으로 경험과 직관에 의한 수동 설정치 운전(Set-point control)으로 이루어지고 있어 최적운전과 다양한 운영제어에 한계가 있다.
현재에는 유연송전시스템운영자 교육 훈련용 시뮬레이터 부재로 기존 FACTS (10개소) 운영자는 매뉴얼(Text)로만 교육 및 훈련하여 현장 활용도가 떨어진다. 또한, FACTS 자동운전으로 운영자가 직접 제어하는 경우가 없고 경험이 부족하여 현장대응 능력이 떨어진다.
본 발명은 저렴하고 구현이 용이하면서도 FACTS 설비의 운전 제어에 대한 교육 및/또는 훈련 적합성이 우수한 계통해석툴 기반의 유연송전시스템(FACTS) 시뮬레이터 및 이를 이용한 시뮬레이션 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법은, 적용할 필드의 실제 계통을 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계; 상기 필드에 적용된 FACTS 설비를 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계; 상기 계통의 모델링과 상기 FACTS 설비의 모델링을 결합하는 단계; 사용자의 모의 조작을 결합된 모델링에 반영하는 단계; 상기 모의 조작이 반영된 모델링 산출물을 PS-CAD 툴에 인가하는 단계; 및 상기 PS-CAD 툴의 출력을 접수하여 상기 계통 및 상기 FACTS 설비와 함께 표현하여 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 계통을 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계에서는, 상기 계통의 관리자의 이해의 편의를 위해 관리 대상 계통을 축약된 회로도로 표현한 표시용 회로도를 작성할 수 있다.
여기서, 상기 FACTS 설비를 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계에서는, 상기 FACTS 설비의 제조사로부터 모델링 정보를 전달받을 수 있다.
여기서, 상기 모델링을 결합하는 단계는, 계통을 모사한 회로도에서 각 FACTS 설비를 연결하는 노드에, 상기 FACTS 설비의 모사된 회로 블록을 연결하는 방식으로 수행될 수 있다.
여기서, 상기 모의 조작을 모델링에 반영하는 단계는, 결합된 상기 모의 회로도 상에서, 사용자가 FACTS 설비의 모의 조작으로 가하는 파라미터의 변화를 상기 모의 회로도의 해당 소자의 해당 값을 변경하는 방식으로 반영할 수 있다.
여기서, 상기 PS-CAD 툴의 출력을 디스플레이하는 단계에서는, 소자 응동, 계통의 P, Q, V, 인근 계통 응동을 그래프의 형태로 표시할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이터는, 적용할 필드의 실제 계통이 PS-CAD 방식으로 모델링된 필드 계통 PS-CAD 모델; 상기 필드에 적용된 FACTS 설비가 PS-CAD 방식으로 모델링된 FACTS 설비 PS-CAD 모델; 상기 필드 계통 PS-CAD 모델의 모델링과 상기 FACTS 설비 PS-CAD 모델의 모델링을 결합하는 모델 결합부; 사용자의 모의 조작을 결합된 모델링에 반영하는 입력 인터페이스부; 상기 모의 조작이 반영된 모델링 산출물을 선형 방정식들을 통한 시뮬레이션을 수행하는 PS-CAD 툴; 및 상기 PS-CAD 툴의 출력을 접수하여 상기 계통 및 상기 FACTS 설비와 함께 표현하여 디스플레이하는 출력 인터페이스부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 PS-CAD 툴은, PS-CAD의 이용을 위한 명령어 처리 인터페이스 기능을 수행하는 PS-CAD API; 및 PS-CAD의 계통 해석 알고리즘에 따라 전력 계통 해석을 수행하는 PS-CAD 계통 해석 모듈을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 입력 인터페이스부는, TCP/IP 통신 패킷을 통해 모의 조작에 대한 입력을 상기 PS-CAD API로 전송하고, 상기 출력 인터페이스부는, TCP/IP 통신 패킷을 통해 상기 PS-CAD API가 출력하는 결과값을 획득할 수 있다.
여기서, 상기 모델 결합부는, 상기 계통을 모사한 회로도에서 각 FACTS 설비를 연결하는 노드에, 상기 FACTS 설비의 모사된 회로 블록을 연결하는 방식으로 모델링을 결합할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템(FACTS) 시뮬레이터 및/또는 시뮬레이션 방법을 실시하면, 저렴하고 구현이 용이하면서도 FACTS 설비의 운전 제어에 대한 적합성 높은 교육 및/또는 훈련을 수행할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이터 및/또는 시뮬레이션 방법은, FACTS 운전원 및 신/전입직원에 대한 효과적인 교육훈련으로 운영역량을 제고하는 이점이 있다. 예컨대, FACTS 고장 및 인근 계통변동에 대한 신속 대응으로 전압안정도 향상시킬 수 있다.
본 발명의 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이터 및/또는 시뮬레이션 방법은, 계통해석툴 기반의 시뮬레이터로 계통변경, 신규 설비 증설 등 즉시 적용 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법을 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명이 제안하는 FACTS 시뮬레이터에 대한 개념도.
도 3은 본 발명이 제안하는 FACTS 시뮬레이터의 PS-CAD 툴에 대한 입출력 형태를 도시한 개념도.
도 4는 등가 회로의 예시 및 이에 대한 브랜치 전류 계산을 도시한 개념도.
도 5a는 FACTS 설비의 제어값 입력을 위한 인터페이스 화면.
도 5b는 FACTS 설비나 계통에 구비되는 전력전자소자의 동작을 표시한 화면.
도 5c는 STATCOM 동작점에서의 V-I 커브를 표시한 화면.
도 5d는 FACTS 설비의 동작에 따른 계통의 P, Q, V, f에 대한 출력 화면.
도 6a는 계통해석툴 기반 FACTS 시뮬레이션을 위한 모의 조작 입력으로서 FACTS 제어, 운전점 설정 입력을 나타낸 화면.
도 6b는 계통해석툴 기반 FACTS 시뮬레이션의 출력, 전압 Profile을 나타낸 화면.
도 7은 모선 고장에 따른 SVC의 동적응답을 나타낸 그래프들.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이터의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 9는 병렬 연산 원리를 설명하기 위한 사례를 도시한 회로도.
도 10은 사용자 편의 인터페이스(HMI)의 구성예를 도시한 블록도.
도 2는 본 발명이 제안하는 FACTS 시뮬레이터에 대한 개념도.
도 3은 본 발명이 제안하는 FACTS 시뮬레이터의 PS-CAD 툴에 대한 입출력 형태를 도시한 개념도.
도 4는 등가 회로의 예시 및 이에 대한 브랜치 전류 계산을 도시한 개념도.
도 5a는 FACTS 설비의 제어값 입력을 위한 인터페이스 화면.
도 5b는 FACTS 설비나 계통에 구비되는 전력전자소자의 동작을 표시한 화면.
도 5c는 STATCOM 동작점에서의 V-I 커브를 표시한 화면.
도 5d는 FACTS 설비의 동작에 따른 계통의 P, Q, V, f에 대한 출력 화면.
도 6a는 계통해석툴 기반 FACTS 시뮬레이션을 위한 모의 조작 입력으로서 FACTS 제어, 운전점 설정 입력을 나타낸 화면.
도 6b는 계통해석툴 기반 FACTS 시뮬레이션의 출력, 전압 Profile을 나타낸 화면.
도 7은 모선 고장에 따른 SVC의 동적응답을 나타낸 그래프들.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이터의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 9는 병렬 연산 원리를 설명하기 위한 사례를 도시한 회로도.
도 10은 사용자 편의 인터페이스(HMI)의 구성예를 도시한 블록도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명에서는 FACTS 운영자가 자유롭게 제어할 수 있는 계통해석툴로서 상용 PS-CAD 툴을 이용한 시뮬레이터를 제시한다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법을 도시한 흐름도이다.
도시한 유연송전시스템 시뮬레이션 방법은, 적용할 필드의 실제 계통을 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계(S110); 상기 필드에 적용된 FACTS 설비를 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계(제조사로부터 확보)(S120); 상기 계통의 모델링과 상기 FACTS 설비의 모델링을 결합하는 단계(S130); 사용자의 모의 조작을 결합된 모델링에 반영하는 단계(S140); 상기 모의 조작이 반영된 모델링 산출물을 PS-CAD 툴에 인가하는 단계(S160); 및 상기 PS-CAD 툴의 출력을 접수하여 상기 계통 및 상기 FACTS 설비와 함께 표현하여 디스플레이하는 단계(S180)를 포함할 수 있다.
먼저, 계통해석툴로서 PS-CAD와 FACTS에 대하여 전반적으로 살펴보겠다.
도 2는 본 발명이 제안하는 FACTS 시뮬레이터에 대한 개념도이다.
도 3은 본 발명이 제안하는 FACTS 시뮬레이터의 PS-CAD 툴에 대한 입출력 형태를 도시한 개념도이다.
본 발명에서는 STATCOM, SVC, TCSC 등 계통을 위한 안정화 지원장치들을 FACTS라고 통칭한 개념을 적용한다.
계통해석툴인 PS-CAD는 HVDC 및 FACTS에 특화되어 전력전자소자의 제어부터 출력까지 단계별 구현이 가능하다.
하이브리드 시뮬레이션을 통해 대규모 계통의 연계가 가능하여 실제 전력계통과 동일한 시뮬레이션으로 이론적으로 학습한 FACTS 원리와 계통에서의 역할을 쉽게 이해할 수 있다.
PS-CAD와 같은 EMT 기반 툴은 선형 방정식을 통해 모든 연산에서 새로운 해를 구하기 때문에 상세 모의가 가능하나 시간이 오래 걸린다는 단점이 있으나, 병렬 고속 연산을 통한 모의 시간 최소화 기법을 적용하여 극복이 가능하다.
한편, 국내에서 모든 FACTS 설비 제작사는 PS-CAD 모델(User Defined Model, UDM)을 한전에 제출하도록 되어 있으며, 이를 감안하여 제조사 모델을 FACTS 시뮬레이터에 적용이 가능하여, 시뮬레이션 정확도를 보다 상승시킬 수 있다.
다음, PS-CAD 기본 원리에 대하여 살펴본다.
도 4는 등가 회로의 예시 및 이에 대한 브랜치 전류 계산을 도시한 개념도이다.
PS-CAD는 Dommel의 알고리즘 기반으로 구성되며, 적분을 사용하고, 각 시간 마다 새로운 해를 구하는 방식이다. 이때, 에너지를 저장/방출할 수 있는 소자(L/C)를 하기 표 1과 같이 등가화한다. 예컨대, △t 의 Historical 전류와 v(t)에 대한 등가 임피던스 적용할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 등가회로상에서 선형 네트워크 계산 방법을 사용하여, 예컨대, G(conductance) 매트릭스를 구성할 수 있다.
예컨대, 이전 시구간의 결과 (또는 초기 조건)을 사용하여 새로운 전류 값 계산하고, 전류값을 사용하여 매트릭스의 전압 계산하고, 계산된 V와 I를 바탕으로 Branch 전류를 계산할 수 있다.
또한, 서지 뇌임펄스 또는 과도 전압/전류 분석에 사용될 수 있다.
PS-CAD 툴을 이용함에 있어서, FACTS 제작사별 제공하는 HMI를 구현할 수도 있다. 계통해석툴인 PS-CAD 로 FACTS와 연계 계통을 구현하고 실제와 동일한 HMI를 활용하여, 운영자가 제어하는 경우 설정한 운전조건에 따라 Thyristor Valve, VCS, MMC 제어, FACTS 출력값, Q-V 관계를 GUI(Graphic User Interface)를 통해 확인할 수 있으며, 이는 교육훈련 시스템으로서 장점을 가진다.
도 5a는 FACTS 설비의 제어값 입력을 위한 인터페이스 화면이며, 도 5b는 FACTS 설비나 계통에 구비되는 전력전자소자의 동작을 표시한 화면이며, 도 5c는 STATCOM 동작점에서의 V-I 커브를 표시한 화면이며, 도 5d는 FACTS 설비의 동작에 따른 계통의 P, Q, V, f에 대한 출력 화면이다.
도 6a는 계통해석툴 기반 FACTS 시뮬레이션을 위한 모의 조작 입력으로서 FACTS 제어, 운전점 설정 입력을 도시하고, 도 6b는 출력, 전압 Profile을 도시한다.
본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템(FACTS) 시뮬레이터는, 도 5a 내지 5d에 도시한 FACTS 설비의 사용자 인터페이스 화면들과 유사하게 시뮬레이션, 즉, FACTS 조작 교육/훈련을 위한 인터페이스 화면들을 구성한다.
예컨대, 도 6a와 같은 입력 인터페이스 화면 상에서 사용자(교육생)가 FACTS 운전 조건을 설정하면, 계통 연계 시뮬레이션을 수행하여, 도 6b와 같이 FACTS 운전조건에 따른 출력, 전압 Profile을 출력으로 출력 화면을 디스플레이하여, 사용자(교육생)는 이를 통해 FACTS의 역할을 이해할 수 있다.
도 7은 모선 고장에 따른 SVC의 동적응답을 나타낸 그래프들이다.
본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템(FACTS) 시뮬레이터는, 사용자(교육생)에 대한 FACTS 설비의 동적 응답 및 보호 확인을 위해, 도 7의 그래드들과 같은 PS-CAD 모델에 탑재된 보호 동작 확인 및 보호 동작에 따른 주변 계통의 영향 확인을 위한 인터페이스 화면을 디스플레이할 수 있다.
다음, 도 1의 흐름도에 따른 본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법의 각 세부 단계들의 구현 방안을 예시한다.
상기 실제 계통을 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계(S110)에서는, 상술한 바와 같은 PS-CAD의 특성을 이용하여, 실제 계통의 부하량 및 배전 연결 관계를 반영한 모델링을 수행할 수 있다. 추가적으로, 상기 S110 단계에서는, 상기 실제 계통의 관리자의 이해의 편의를 위해 관리 대상 계통을 축약된 회로도로 표현한 표시용 회로도를 작성할 수 있다.
상기 FACTS 설비를 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계(S120)에서도, PS-CAD의 특성을 이용하여 각 FACTS 설비를 구성하는 각 수동/능동 소자들에 대하여 각각 모델링을 수행하여 결합하는 방식으로 모델을 수행할 수 있지만, 각 FACTS 설비의 제조사가 자신의 양산품에 대하여 미리 모델링을 수행하는 경우, 상기 제조사로부터 모델링 정보를 전달받는 방식으로 수행될 수 있다. 국내는 후자의 경우가 보다 일반적이다.
상기 모델링을 결합하는 단계(S130)는, 상기 S110 단계 및 상기 S120 단계에서 모델링으로 반영된 2개의 모의 회로도를 서로 결합하는 방식으로 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 S110 단계에서 얻어진 대상 실제 계통을 모사한 회로도에서 각 FACTS 설비를 연결하는 노드에, 상기 S120 단계에서 얻어진 각 FACTS 설비의 모사된 회로 블록을 연결하는 방식으로 수행될 수 있다.
예컨대, 상기 모의 조작을 모델링에 반영하는 단계(S140)는, 상기 S130 단계에서 결합된 모의 회로도 상에서, 사용자가 FACTS 설비의 모의 조작으로 가하는 파라미터(예: 인덕턴스, 임피던스, 커패시턴스 등)의 변화를 상기 모의 회로도의 해당 소자의 해당 값을 변경하는 방식으로 반영할 수 있다.
상기 모델링 산출물을 PS-CAD 툴에 인가하는 단계(S160)는, 상용 PS-CAD 툴의 메뉴얼에 따라, 상기 모델링 산출물에 포함된 입력 항목들을 입력하는 방식으로 수행될 수 있으며, 상용 PS-CAD 툴을 그대로 이용하는 바, 상세 설명을 생략하겠다.
상기 S120 단계에서 상기 FACTS 설비를 PS-CAD 모델링 정보를 제조사로부터 전달받은 경우, 추가적으로 상기 S130 단계에서는, 상기 FACTS 설비를 PS-CAD 모델링 정보에 포함된 각 항목들의 단위 및/또는 스케일을 상기 상용 PS-CAD 툴에 맞는 단위 및/또는 스케일로 변환하는 작업을 수행할 수 있다.
상기 PS-CAD 툴의 출력을 디스플레이하는 단계(S180)에서는, 상기 S110 단계에서 생성한 대상 계통의 상기 표시용 회로도 상에 상기 PS-CAD 툴의 출력이 나타내는 결과를 디스플레이할 수 있다.
상기 디스플레이되는 표시용 회로도에는 대상 계통 뿐만 아니라, FACTS 설비도 함께 표시되는데, FACTS 설비의 경우 모델링을 위한 모의 회로도 보다 간략화된 형태로 표시될 수 있다.
상기 S180 단계에서는 소자 응동, 계통의 P, Q, V, 인근 계통 응동 등을 그래프의 형태로 함께 표시할 수 있다. 예컨대, 사용자가 특정 소자나 인근 계통을 포인팅하면, 해당 소자 또는 인응 계통의 응동이 그래프로 디스플레이될 수 있다.
이에 따라, 사용자는 도 7과 같은 그래프로, FACTS 설비의 동적 응답 및 보호 확인, 즉, PS-CAD 모델에 탑재된 보호 동작 확인 및 보호 동작에 따른 주변 계통의 영향을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이터의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도시한 유연송전시스템 시뮬레이터는, 적용할 필드의 실제 계통이 PS-CAD 방식으로 모델링된 필드 계통 PS-CAD 모델(110); 상기 필드에 적용된 FACTS 설비가 PS-CAD 방식으로 모델링된 FACTS 설비 PS-CAD 모델(120); 상기 필드 계통 PS-CAD 모델의 모델링과 상기 FACTS 설비 PS-CAD 모델의 모델링을 결합하는 모델 결합부; (130); 사용자의 모의 조작을 결합된 모델링에 반영하는 입력 인터페이스부(240); 상기 모의 조작이 반영된 모델링 산출물을 선형 방정식들을 통한 시뮬레이션을 수행하는 PS-CAD 툴(600); 및 상기 PS-CAD 툴(600)의 출력을 접수하여 상기 계통 및 상기 FACTS 설비와 함께 표현하여 디스플레이하는 출력 인터페이스부(280)를 포함할 수 있다.
도시한 상기 PS-CAD 툴(600)은 PS-CAD의 이용을 위한 명령어 처리 인터페이스 기능을 수행하는 PS-CAD API(620); 및 PS-CAD의 계통 해석 알고리즘에 따라 전력 계통 해석을 수행하는 PS-CAD 계통 해석 모듈(PS-CAD/EMTDC, 640)을 포함할 수 있다.
상기 입력 인터페이스부(240) 및 상기 출력 인터페이스부(280)를 사용자(교육생)를 위한 HMI(Human machine interface, 200)로서 구현될 수 있다.
원격지에서 사용자(교육생)가 이용하는 것을 지원하기 위해, 상기 HMI(200)와 PS-CAD API(620)는 범용 통신 방법인 TCP/IP로 통신할 수 있다. 예컨대, 통신 주기를 연산 주기와 다르게 설정하거나, 연산 주기의 배수로 설정하여 통신을 수행할 수 있다. 이에 따르는 경우, 상기 입력 인터페이스부(240)는 TCP/IP 통신 패킷을 통해 모의 조작에 대한 입력을 전송하고, 상기 출력 인터페이스부(280)는 TCP/IP 통신 패킷을 통해 상기 PS-CAD API(620)가 출력하는 결과값을 획득할 수 있다.
상기 PS-CAD 툴(600)은 상용 툴을 이용하지만, 서버 등에 설치된 상용 툴의 실행 속도를 높이기 위한 병렬연산 구조를 가질 수 있다.
예컨대, PS-CAD 처리속도 개선을 위한 병렬연산으로서, Travelling Wave 이론을 적용할 수 있다.
도 9는 병렬 연산 원리를 설명하기 위한 사례를 도시한 회로도이다.
도 9의 구조에서 가공선을 오른쪽 아래의 도시한 바와 같은 전류원과 저항으로 모델링이 가능하다. 그런데, 이 전류원은 전력을 보내는 측은 받는 측의 과거 전류값을 계산에 사용하며, 받는 측은 보내는 측의 과거 전류값을 계산에 사용한다. 따라서, 전체 전력 시스템에서 받는 측과 보내는 측의 경계를 정하고, 그 경계를 따라 서브시스템을 나눌 수 있다. 각 서브시스템은 서로 다른 연산 코어에서 계산하며, 이에 전력시스템이 병렬 연산으로 그 처리 속도를 개선할 수 있다.
도 10은 상기 사용자 편의 인터페이스(HMI)의 구성예를 도시한 블록도이다.
도시한 사용자 편의 인터페이스(HMI)는 다양한 형태의 데이터 가공을 수행하며, 각 하위모듈과 자유로운 정보교환 및 통신이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 필드 계통 PS-CAD 모델
120 : FACTS 설비 PS-CAD 모델
130 : 모델 결합부
240 : 입력 인터페이스부
280 : 출력 인터페이스부
600 : PS-CAD 툴
620 : PS-CAD API
640 : PS-CAD/EMTDC
120 : FACTS 설비 PS-CAD 모델
130 : 모델 결합부
240 : 입력 인터페이스부
280 : 출력 인터페이스부
600 : PS-CAD 툴
620 : PS-CAD API
640 : PS-CAD/EMTDC
Claims (10)
- 적용할 필드의 실제 계통을 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계;
상기 필드에 적용된 FACTS 설비를 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계;
계통을 모사한 회로도에서 각 FACTS 설비를 연결하는 노드에, 상기 FACTS 설비의 모사된 회로 블록을 연결하는 방식으로, 상기 계통의 모델링과 상기 FACTS 설비의 모델링을 결합하는 단계;
사용자의 모의 조작을 결합된 모델링에 반영하는 단계;
상기 모의 조작이 반영된 모델링 산출물을 PS-CAD 툴에 인가하는 단계; 및
상기 PS-CAD 툴의 출력을 접수하여 상기 계통 및 상기 FACTS 설비와 함께 표현하여 디스플레이하는 단계
를 포함하며,
상기 PS-CAD 툴의 출력을 디스플레이하는 단계에서는,
설정한 운전조건에 따라 Thyristor Valve, VCS, MMC 제어, FACTS 출력값, Q-V 관계를 GUI(Graphic User Interface)를 통해 확인할 수 있도록, 사용자가 특정 소자나 인근 계통을 포인팅하면, 해당 소자 또는 인근 계통의 P, Q, V, 응동을 그래프의 형태로 표시하는 운전 제어에 대한 교육/훈련을 위한 용도의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 계통을 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계에서는,
상기 계통의 관리자의 이해의 편의를 위해 관리 대상 계통을 축약된 회로도로 표현한 표시용 회로도를 작성하는 유연송전시스템 시뮬레이션 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 FACTS 설비를 PS-CAD 방식으로 모델링하는 단계에서는,
상기 FACTS 설비의 제조사로부터 모델링 정보를 전달받는 유연송전시스템 시뮬레이션 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 모의 조작을 모델링에 반영하는 단계는,
결합된 상기 모의 회로도 상에서, 사용자가 FACTS 설비의 모의 조작으로 가하는 파라미터의 변화를 상기 모의 회로도의 해당 소자의 해당 값을 변경하는 방식으로 반영하는 유연송전시스템 시뮬레이션 방법.
- 삭제
- 적용할 필드의 실제 계통이 PS-CAD 방식으로 모델링된 필드 계통 PS-CAD 모델;
상기 필드에 적용된 FACTS 설비가 PS-CAD 방식으로 모델링된 FACTS 설비 PS-CAD 모델;
계통을 모사한 회로도에서 각 FACTS 설비를 연결하는 노드에, 상기 FACTS 설비의 모사된 회로 블록을 연결하는 방식으로, 상기 필드 계통 PS-CAD 모델의 모델링과 상기 FACTS 설비 PS-CAD 모델의 모델링을 결합하는 모델 결합부;
사용자의 모의 조작을 결합된 모델링에 반영하는 입력 인터페이스부;
상기 모의 조작이 반영된 모델링 산출물을 선형 방정식들을 통한 시뮬레이션을 수행하는 PS-CAD 툴; 및
상기 PS-CAD 툴의 출력을 접수하여 상기 계통 및 상기 FACTS 설비와 함께 표현하여 디스플레이하는 출력 인터페이스부
를 포함하며,
설정한 운전조건에 따라 Thyristor Valve, VCS, MMC 제어, FACTS 출력값, Q-V 관계를 GUI(Graphic User Interface)를 통해 확인할 수 있도록,
상기 입력 인터페이스부는,
TCP/IP 통신 패킷을 통해 사용자가 특정 소자나 인근 계통을 포인팅하는 모의 조작에 대한 입력을 상기 PS-CAD API로 전송하고,
상기 출력 인터페이스부는,
TCP/IP 통신 패킷을 통해 상기 PS-CAD API가 출력하는 결과값을 획득하고, 해당 소자 또는 인근 계통의 P, Q, V, 응동을 그래프의 형태로 표시하는 계통해석툴 기반의 운전 제어에 대한 교육/훈련을 위한 용도의 유연송전시스템 시뮬레이터.
- 제7항에 있어서,
상기 PS-CAD 툴은,
PS-CAD의 이용을 위한 명령어 처리 인터페이스 기능을 수행하는 PS-CAD API; 및
PS-CAD의 계통 해석 알고리즘에 따라 전력 계통 해석을 수행하는 PS-CAD 계통 해석 모듈
을 포함하는 유연송전시스템 시뮬레이터.
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210183925A KR102596470B1 (ko) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이터 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210183925A KR102596470B1 (ko) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이터 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230094619A KR20230094619A (ko) | 2023-06-28 |
| KR102596470B1 true KR102596470B1 (ko) | 2023-11-02 |
Family
ID=86994510
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210183925A KR102596470B1 (ko) | 2021-12-21 | 2021-12-21 | 계통해석툴 기반의 유연송전시스템 시뮬레이션 방법 및 시뮬레이터 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR102596470B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100827571B1 (ko) | 2006-10-31 | 2008-05-07 | 한국전력공사 | Ｓｃａｄａ 온라인 ｆａｃｔｓ 시뮬레이터 시스템 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10240113A (ja) * | 1997-02-25 | 1998-09-11 | Toshiba Corp | 電力系統運用訓練シミュレータ |
| KR101729927B1 (ko) * | 2014-06-17 | 2017-04-26 | 한국전력공사 | 전력설비의 회로 도면 해석 시뮬레이션 장치 |
| KR101980685B1 (ko) * | 2015-07-09 | 2019-05-22 | 엘에스산전 주식회사 | 전력 계통 해석 장치 및 전력 계통 해석 방법 |
-
2021
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100827571B1 (ko) | 2006-10-31 | 2008-05-07 | 한국전력공사 | Ｓｃａｄａ 온라인 ｆａｃｔｓ 시뮬레이터 시스템 |
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| KR20230094619A (ko) | 2023-06-28 |
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