KR102620315B1 - Distribution grid optimization system and method - Google Patents

Distribution grid optimization system and method Download PDF

Info

Publication number
KR102620315B1
KR102620315B1 KR1020210148753A KR20210148753A KR102620315B1 KR 102620315 B1 KR102620315 B1 KR 102620315B1 KR 1020210148753 A KR1020210148753 A KR 1020210148753A KR 20210148753 A KR20210148753 A KR 20210148753A KR 102620315 B1 KR102620315 B1 KR 102620315B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
distributed power
voltage tap
suitability
network manager
active network
Prior art date
Application number
KR1020210148753A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220157851A (en
Inventor
김철환
구쉬 테케
Original Assignee
성균관대학교산학협력단
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 성균관대학교산학협력단 filed Critical 성균관대학교산학협력단
Publication of KR20220157851A publication Critical patent/KR20220157851A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102620315B1 publication Critical patent/KR102620315B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381Dispersed generators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28The renewable source being wind energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation
    • YGENERAL 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
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/123Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving renewable energy sources
    • YGENERAL 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
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/14Energy storage units

Abstract

본 발명은 분산형 전원으로부터 측정 데이터를 수집하고, 측정 데이터에 기초하여 분산형 전원으로부터 발전되는 분산 전원을 예측하며, 예측된 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는, 분산형 전원 최적화 시스템을 제공한다.The present invention collects measurement data from a distributed power source, predicts the distributed power generated from the distributed power source based on the measurement data, and determines the control pattern of the active network manager based on the predicted distributed power source. Provides an optimization system.

Description

배전 계통 최적화 시스템 및 방법{DISTRIBUTION GRID OPTIMIZATION SYSTEM AND METHOD}Distribution grid optimization system and method {DISTRIBUTION GRID OPTIMIZATION SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 배전 계통 최적화 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 분산형 전원의 수용 능력을 증대시킬 수 있는 배전 계통 최적화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distribution system optimization system and method, and more specifically, to a distribution system optimization system and method that can increase the capacity of distributed power sources.

일반적으로, 배전 계통의 수용 능력은 계통의 증설, 재구성 등을 통해 증대시킬 수 있으며, 이때, 기술적인 제약 조건이 허용 가능한 범위 내로 유지되도록 여러 외부 장치를 이용하게 된다.In general, the capacity of a distribution system can be increased through expansion or reconfiguration of the system, and at this time, various external devices are used to maintain technical constraints within an acceptable range.

이와 관련하여, 배전 계통의 증설은 수용 능력을 증가시킬 수 있으나, 새로운 인프라를 구축하므로 많은 비용이 요구되는 단점이 있다.In this regard, expansion of the distribution system can increase capacity, but has the disadvantage of requiring a lot of cost because new infrastructure is built.

한편, ANM(Active Network Management)은 배전 계통에 연결되는 분산형 전원의 수용 능력을 증대시킬 수 있도록 전압 조정과 무효 전력 보상을 이용하여 기술적인 제약 조건을 허용 가능한 범위 내로 유지하는 방법 중의 하나이다.Meanwhile, Active Network Management (ANM) is one of the methods of maintaining technical constraints within an acceptable range by using voltage regulation and reactive power compensation to increase the capacity of distributed power sources connected to the distribution system.

예를 들어, OLTC(On-Load Tap Changer), voltage regulator, SCB(Switched Capacitor Bank), 계통 재구성 등이 ANM에 포함된다. 이때, OLTC는 변압기의 탭 위치를 변경하여 전압을 조정한다. 또한, SCB는 계통에 무효 전력을 공급하여 전압을 조정한다. 다만, 이러한 기기들은 스위칭 횟수에 제한이 있고 느린 응답시간을 가진다는 단점이 존재한다.For example, OLTC (On-Load Tap Changer), voltage regulator, SCB (Switched Capacitor Bank), grid reconfiguration, etc. are included in ANM. At this time, OLTC adjusts the voltage by changing the tap position of the transformer. Additionally, the SCB supplies reactive power to the grid to regulate the voltage. However, these devices have the disadvantage of being limited in the number of switching operations and having a slow response time.

한편, 계통의 재구성은 계통의 증설 없이 tie 스위치와 sectional 스위치를 동작하여 토폴로지를 최적으로 재구성하고 분산형 전원의 수용 능력을 증대시키게 된다. 이와 관련하여, IEEE 1547-2018 standard에 따르면 스마트 인버터의 기능을 이용하여 수용 능력을 증대시키면서, 제약 조건을 준수하기 위한 스마트 인버터 기반의 분산형 전원들이 이용되고 있다.Meanwhile, system reconfiguration optimally reconfigures the topology and increases the capacity of distributed power by operating tie switches and sectional switches without expanding the system. In this regard, according to the IEEE 1547-2018 standard, smart inverter-based distributed power sources are being used to comply with constraints while increasing capacity using the functions of smart inverters.

다만, 배전 계통의 분산 전원 수용 능력 증대와 효율적인 운전을 위해서는 기존 ANM과 스마트 인버터의 협조가 요구되는 실정이다.However, in order to increase the distributed power capacity of the distribution system and ensure efficient operation, cooperation between existing ANMs and smart inverters is required.

국내공개특허 10-2020-0048744(2020.05.08.)Domestic published patent 10-2020-0048744 (2020.05.08.)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배전 계통에 연계된 ANM(Active Network Management)을 최적화하여 분산형 전원의 수용 능력을 증대시키는 배전 계통 최적화 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a distribution system optimization system and method that increases the capacity of distributed power sources by optimizing ANM (Active Network Management) linked to the distribution system.

본 발명의 일측면은, 전원을 공급하는 계통 전원; 상기 계통 전원으로부터 공급되는 전원을 제어하는 액티브 망 관리기; 자연 환경을 이용하여 분산 전원을 발전하고, 상기 계통 전원에 연결된 모선(Bus)에 상기 분산 전원을 공급하는 분산형 전원; 및 상기 분산형 전원에서 이용된 자연 환경의 양을 측정하여 생성되는 측정 데이터를 수집하고, 상기 측정 데이터에 기초하여 상기 분산형 전원에서 발전되는 분산 전원을 예측하며, 예측된 분산 전원에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 스마트 인버터;를 포함할 수 있다.One aspect of the present invention is a system power supply that supplies power; an active network manager that controls power supplied from the system power supply; A distributed power source that generates distributed power using the natural environment and supplies the distributed power to a bus connected to the system power supply; and collecting measurement data generated by measuring the amount of the natural environment used in the distributed power source, predicting distributed power generated by the distributed power source based on the measurement data, and predicting distributed power generated by the distributed power source based on the predicted distributed power source. It may include a smart inverter that determines the control pattern of the active network manager.

또한, 상기 액티브 망 관리기는, 상기 계통 전원으로부터 상기 모선으로 전달되는 전압을 조절하는 전압 조정기; 및 상기 모선에 무효 전력을 보상하는 무효 전력 보상기;를 포함할 수 있다.In addition, the active network manager includes a voltage regulator that adjusts the voltage transmitted from the system power source to the busbar; and a reactive power compensator that compensates for reactive power in the busbar.

또한, 상기 스마트 인버터는, 상기 측정 데이터를 이용하여 환경 모델을 생성하고, 상기 환경 모델에 기초하여 상기 분산 전원을 예측할 수 있다.Additionally, the smart inverter can generate an environmental model using the measurement data and predict the distributed power based on the environmental model.

또한, 상기 스마트 인버터는, 상기 액티브 망 관리기에 마련되는 다수의 전압 탭 위치 중 어느 하나의 전압 탭 위치를 결정하고, 미리 설정된 최적화 알고리즘에 기초하여 상기 예측된 분산 전원으로부터 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단할 수 있다.In addition, the smart inverter determines one voltage tap position among a plurality of voltage tap positions provided in the active network manager, and determines the suitability of the determined voltage tap position from the predicted distributed power source based on a preset optimization algorithm. can be judged.

또한, 상기 스마트 인버터는, 상기 결정된 전압 탭 위치에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 무효 전력 보상 패턴을 결정할 수 있다.Additionally, the smart inverter may determine a reactive power compensation pattern of the active network manager based on the determined voltage tap position.

또한, 상기 최적화 알고리즘은, 미리 설정된 시간 범위 내에서 미리 설정된 시간 간격에 따라 예측된 분산 전원과 상기 모선에 연결된 부하의 전력 이용 패턴에 기초하여 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단하며, 상기 적합도를 판단한 반복 횟수가 미리 설정된 최대 반복 횟수보다 낮은 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치 중에서 상기 결정된 전압 탭 위치와는 다른 전압 탭 위치의 적합도를 판단하고, 상기 반복 횟수가 상기 최대 반복 횟수에 도달하는 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치에 대한 각각의 적합도에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하도록 마련될 수 있다.In addition, the optimization algorithm determines the suitability of the determined voltage tap position based on the distributed power source predicted at a preset time interval within a preset time range and the power usage pattern of the load connected to the busbar, and determines the suitability. If the determined number of repetitions is lower than the preset maximum number of repetitions, the suitability of a voltage tap position different from the determined voltage tap position among the plurality of voltage tap positions is determined, and if the number of repetitions reaches the maximum number of repetitions It may be arranged to determine the control pattern of the active network manager based on the suitability of each of the plurality of voltage tap positions.

본 발명의 다른 일측면은, 계통 전원, 액티브 망 관리기, 분산형 전원 및 스마트 인버터를 포함하는 배전 계통 최적화 시스템에서의 배전 계통 최적화 방법에 있어서, 상기 분산형 전원에서 이용된 자연 환경의 양을 측정하여 생성되는 측정 데이터를 수집하는 단계; 상기 측정 데이터에 기초하여 상기 분산형 전원으로부터 발전되는 분산 전원을 예측하는 단계; 예측된 분산 전원에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계; 및 상기 제어 패턴에 기초하여 상기 액티브 망 관리기를 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.Another aspect of the present invention is a distribution system optimization method in a distribution system optimization system including grid power, active network manager, distributed power, and smart inverter, measuring the amount of natural environment used in the distributed power. collecting measurement data generated by; predicting distributed power generated from the distributed power source based on the measurement data; determining a control pattern of the active network manager based on predicted distributed power; and controlling the active network manager based on the control pattern.

또한, 상기 액티브 망 관리기는, 상기 계통 전원으로부터 모선으로 전달되는 전압을 조절하는 전압 조정기; 및 상기 모선에 무효 전력을 보상하는 무효 전력 보상기;를 포함할 수 있다.In addition, the active network manager includes a voltage regulator that regulates the voltage transmitted from the system power source to the busbar; and a reactive power compensator that compensates for reactive power in the busbar.

또한, 상기 측정 데이터에 기초하여 분산 전원을 예측하는 단계 는, 상기 측정 데이터를 이용하여 환경 모델을 생성하고, 상기 환경 모델에 기초하여 상기 분산 전원을 예측할 수 있다.In addition, the step of predicting distributed power based on the measurement data may include creating an environmental model using the measurement data and predicting the distributed power based on the environmental model.

또한, 상기 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계는, 상기 액티브 망 관리기에 마련되는 다수의 전압 탭 위치 중 어느 하나의 전압 탭 위치를 결정하고, 미리 설정된 최적화 알고리즘에 기초하여 상기 예측된 분산 전원으로부터 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단할 수 있다.In addition, the step of determining the control pattern of the active network manager based on the distributed power source includes determining one voltage tap position among a plurality of voltage tap positions provided in the active network manager and based on a preset optimization algorithm. The suitability of the determined voltage tap position can be determined from the predicted distributed power source.

또한, 상기 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계는, 상기 결정된 전압 탭 위치에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 무효 전력 보상 패턴을 결정할 수 있다.Additionally, the step of determining the control pattern of the active network manager based on the distributed power source may determine a reactive power compensation pattern of the active network manager based on the determined voltage tap position.

또한, 상기 최적화 알고리즘은, 미리 설정된 시간 범위 내에서 미리 설정된 시간 간격에 따라 예측된 분산 전원과 상기 모선에 연결된 부하의 전력 이용 패턴에 기초하여 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단하며, 상기 적합도를 판단한 반복 횟수가 미리 설정된 최대 반복 횟수보다 낮은 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치 중에서 상기 결정된 전압 탭 위치와는 다른 전압 탭 위치의 적합도를 판단하고, 상기 반복 횟수가 상기 최대 반복 횟수에 도달하는 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치에 대한 각각의 적합도에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하도록 마련될 수 있다.In addition, the optimization algorithm determines the suitability of the determined voltage tap position based on the distributed power source predicted at a preset time interval within a preset time range and the power usage pattern of the load connected to the busbar, and determines the suitability. If the determined number of repetitions is lower than the preset maximum number of repetitions, the suitability of a voltage tap position different from the determined voltage tap position among the plurality of voltage tap positions is determined, and if the number of repetitions reaches the maximum number of repetitions It may be arranged to determine the control pattern of the active network manager based on the suitability of each of the plurality of voltage tap positions.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 배전 계통 최적화 시스템 및 방법을 제공함으로써 분산형 전원에서 발전 가능한 전력의 변화를 예측하여 배전 계통에 연계된 ANM(Active Network Management)을 최적화할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, by providing a distribution system optimization system and method, it is possible to optimize ANM (Active Network Management) linked to the distribution system by predicting changes in power that can be generated from distributed power sources.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 계통 최적화 시스템의 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 계통 최적화 시스템의 적용이 가능한 계통도의 일 예시이다.
도3 내지 도5는 도1의 스마트 인버터에서 결정되는 제어 패턴의 일 예시를 나타낸 그래프이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 계통 최적화 방법의 순서도이다.
도7은 도6의 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계의 세부 순서도이다.
Figure 1 is a block diagram of a distribution system optimization system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an example of a schematic diagram to which a distribution system optimization system according to an embodiment of the present invention can be applied.
Figures 3 to 5 are graphs showing an example of a control pattern determined in the smart inverter of Figure 1.
Figure 6 is a flowchart of a distribution system optimization method according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a detailed flowchart of the step of determining the control pattern of the active network manager based on the distributed power of Figure 6.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. The present embodiments are merely provided to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to be understood by those skilled in the art. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing embodiments of the present invention, if a detailed description of a known function or configuration is judged to unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. The terms described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 계통 최적화 시스템의 블록도이다.Figure 1 is a block diagram of a distribution system optimization system according to an embodiment of the present invention.

배전 계통 최적화 시스템은 계통 전원(10), 액티브 망 관리기(20), 분산형 전원(30) 및 스마트 인버터(40)를 포함할 수 있다.The distribution grid optimization system may include a grid power source (10), an active network manager (20), a distributed power source (30), and a smart inverter (40).

계통 전원(10)은 모선(Bus)을 통해 부하(50)에 전원을 공급하도록 마련될 수 있으며, 이를 위해, 계통 전원(10)은 배전 계통 또는 배전 계통의 전원을 의미할 수도 있다.The system power source 10 may be provided to supply power to the load 50 through a bus, and for this purpose, the system power source 10 may mean a distribution system or a power source of the distribution system.

액티브 망 관리기(20)는 계통 전원(10)으로부터 공급되는 전원을 제어할 수 있다. 예를 들어, 액티브 망 관리기(20)는 계통 전원(10)으로부터 모선으로 전달되는 전압을 조절할 수 있으며, 또는, 액티브 망 관리기(20)는 모선에 무효 전력을 보상할 수도 있다.The active network manager 20 can control power supplied from the grid power source 10. For example, the active network manager 20 may adjust the voltage transmitted from the system power source 10 to the busbar, or the active network manager 20 may compensate for reactive power in the busbar.

이를 위해, 액티브 망 관리기(20)는 전압 조정기(21) 및 무효 전력 보상기(23)를 포함할 수 있다.To this end, the active network manager 20 may include a voltage regulator 21 and a reactive power compensator 23.

이때, 전압 조정기(21)는 계통 전원(10)으로부터 모선으로 전달되는 전압을 조절할 수 있으며, 이를 위해, 전압 조정기(21)는 복수의 전압 탭이 마련되어 전압 탭의 위치에 따라 전압을 조절하도록 마련될 수 있다.At this time, the voltage regulator 21 can regulate the voltage transmitted from the system power source 10 to the busbar, and for this purpose, the voltage regulator 21 is provided with a plurality of voltage taps to adjust the voltage according to the positions of the voltage taps. It can be.

일 실시예에서, 전압 조정기(21)는 OLTC(On-Load Tap Changer)가 이용될 수 있다.In one embodiment, the voltage regulator 21 may use an On-Load Tap Changer (OLTC).

한편, 무효 전력 보상기(23)는 모선에 무효 전력을 보상할 수 있으며, 이를 위해, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압 또는 유효 전력에 따라 무효 전력을 흡수하거나 또는, 공급하도록 마련될 수 있다.Meanwhile, the reactive power compensator 23 can compensate for reactive power in the busbar. To this end, the reactive power compensator 23 may be arranged to absorb or supply reactive power depending on the voltage or active power of the busbar. .

예를 들어, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압 크기가 허용 범위 내에 존재하는 경우에 무효 전력의 보상 제어를 중단할 수 있다. 또한, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압 크기가 허용 범위를 벗어나는 경우에 모선에 무효 전력을 흡수하거나 공급할 수 있으며, 이때, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압 크기가 허용 범위를 벗어나는 시점으로부터 모선의 전압 크기가 임계치에 도달하는 시점까지 흡수하거나 공급하는 무효 전력의 크기를 일정하게 증가시킬 수 있다.For example, the reactive power compensator 23 may stop compensating control of reactive power when the voltage level of the busbar is within an acceptable range. In addition, the reactive power compensator 23 can absorb or supply reactive power to the busbar when the voltage magnitude of the busbar is outside the allowable range. In this case, the reactive power compensator 23 is activated when the voltage magnitude of the busbar is outside the allowable range. The amount of reactive power absorbed or supplied can be constantly increased until the voltage level of the busbar reaches the critical value.

이에 따라, 무효 전력 보상기(23)는 허용 범위를 벗어난 모선의 전압 크기가 임계치를 초과하는 경우에 일정한 크기로 설정된 무효 전력을 공급하거나 흡수할 수 있다.Accordingly, the reactive power compensator 23 can supply or absorb reactive power set to a certain level when the voltage level of the bus bar outside the allowable range exceeds the threshold.

분산형 전원(30)은 자연 환경을 이용하여 분산 전원을 발전할 수 있다. 여기에서, 분산형 전원이 이용하는 자연 환경은 빛, 열, 바람 등을 의미할 수 있으며, 이에 따라, 분산형 전원(30)은 태양광 발전기(PV, Photovoltaic) 또는 풍력 발전기(WTGS, Wind Turbine Generator System) 등을 의미할 수 있다.The distributed power source 30 can generate distributed power using the natural environment. Here, the natural environment used by the distributed power source may mean light, heat, wind, etc., and accordingly, the distributed power source 30 is a solar power generator (PV, Photovoltaic) or a wind turbine generator (WTGS). System), etc.

또한, 분산 전원은 태양광 발전기 또는 풍력 발전기 등의 분산형 전원을 통해 발전되어 모선에 공급되는 전원을 의미할 수 있다.Additionally, distributed power may refer to power generated through distributed power sources such as solar power generators or wind power generators and supplied to the busbar.

스마트 인버터(40)는 액티브 망 관리기(20)의 제어 패턴을 결정할 수 있다. 여기에서, 액티브 망 관리기(20)의 제어 패턴은 전압 조정기(21)의 전압 탭 위치와 무효 전력 보상기(23)의 무효 전력 보상 패턴을 포함할 수 있다.The smart inverter 40 can determine the control pattern of the active network manager 20. Here, the control pattern of the active network manager 20 may include the voltage tap position of the voltage regulator 21 and the reactive power compensation pattern of the reactive power compensator 23.

다시 말해서, 액티브 망 관리기(20)는 제어 패턴에 마련된 전압 탭 위치에 기초하여 전압 조정기(21)를 제어할 수 있고, 또한, 액티브 망 관리기(20)는 제어 패턴에 마련된 무효 전력 보상 패턴에 기초하여 무효 전력 보상기(23)의 무효 전력 보상 패턴을 제어할 수 있다.In other words, the active network manager 20 can control the voltage regulator 21 based on the voltage tap position provided in the control pattern, and the active network manager 20 can control the voltage regulator 21 based on the reactive power compensation pattern provided in the control pattern. Thus, the reactive power compensation pattern of the reactive power compensator 23 can be controlled.

이때, 무효 전력 보상 패턴은 무효 전력 보상기(23)가 모선에 공급하거나, 또는, 모선으로부터 흡수하는 무효 전력의 크기를 나타내도록 설정될 수 있으며, 이를 위해, 무효 전력 보상 패턴은 무효 전력 보상기(23)에 마련되는 다수의 커패시터 중 어느 하나 또는 하나 이상의 커패시터를 선택하는 패턴을 나타내도록 설정될 수 있다.At this time, the reactive power compensation pattern may be set to indicate the size of the reactive power that the reactive power compensator 23 supplies to the busbar or absorbs from the busbar. To this end, the reactive power compensation pattern is set to the reactive power compensator 23 ) can be set to indicate a pattern for selecting one or more capacitors among a plurality of capacitors provided in ).

이때, 제어 패턴은 시간적 계열로 설정될 수 있으며, 이러한 경우에, 액티브 망 관리기(20)는 현재 시간에 대응되는 제어 패턴에 기초하여 전압 탭 위치와 무효 전력 보상 패턴을 제어할 수 있다.At this time, the control pattern may be set as a temporal sequence, and in this case, the active network manager 20 may control the voltage tap position and the reactive power compensation pattern based on the control pattern corresponding to the current time.

이와 관련하여, 스마트 인버터(40)는 분산형 전원(30)에서 이용된 자연 환경의 양을 측정하여 생성되는 측정 데이터를 수집할 수 있으며, 스마트 인버터(40)는 수집된 측정 데이터에 기초하여 분산형 전원(30)으로부터 발전되는 분산 전원을 예측할 수 있다.In this regard, the smart inverter 40 can collect measurement data generated by measuring the amount of the natural environment used by the distributed power source 30, and the smart inverter 40 can generate distributed power based on the collected measurement data. The distributed power generated from the type power source 30 can be predicted.

여기에서, 측정 데이터는 분산형 전원(30)에서 이용되는 자연 환경을 측정하여 수치로 나타낸 정보를 의미할 수 있으며, 예를 들어, 측정 데이터는 일사량, 분산형 전원의 주변 온도, 풍속 등의 정보를 포함할 수 있다.Here, the measurement data may mean information expressed in numbers by measuring the natural environment used in the distributed power source 30. For example, the measurement data may include information such as solar radiation, ambient temperature of the distributed power source, and wind speed. may include.

이때, 스마트 인버터(40)는 시간적 계열에 따라 측정 데이터를 수집할 수 있으며, 예를 들어, 스마트 인버터(40)는 1 시간 간격으로 측정된 측정 데이터를 수집할 수 있다.At this time, the smart inverter 40 may collect measurement data according to a temporal series. For example, the smart inverter 40 may collect measurement data measured at 1-hour intervals.

이러한 경우에, 스마트 인버터(40)는 측정 데이터와 동일한 시간적 계열에 따라 분산 전원을 예측할 수 있다.In this case, the smart inverter 40 can predict distributed power according to the same temporal series as the measurement data.

이를 통해, 스마트 인버터(40)는 예측된 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기(20)의 제어 패턴을 결정할 수 있다.Through this, the smart inverter 40 can determine the control pattern of the active network manager 20 based on the predicted distributed power.

보다 상세하게, 스마트 인버터(40)는 측정 데이터를 이용하여 환경 모델을 생성할 수 있으며, 스마트 인버터(40)는 생성된 환경 모델에 기초하여 분산 전원을 예측할 수 있다.More specifically, the smart inverter 40 can create an environmental model using measurement data, and the smart inverter 40 can predict distributed power based on the generated environmental model.

여기에서, 환경 모델은 측정 데이터에 기초하여 시간적 계열에 따른 환경의 변화를 수치적으로 나타내도록 생성된 것을 의미할 수 있으며, 또한, 환경 모델은 측정 데이터를 샘플링(Sampling)한 것으로 이해할 수도 있다.Here, the environmental model may mean created to numerically represent changes in the environment over time based on measurement data. Additionally, the environmental model may be understood as sampling of the measurement data.

일 실시예에서, 스마트 인버터(40)는 아래의 수학식 1을 통해 일사량의 변화를 나타내는 환경 모델을 생성할 수 있다.In one embodiment, the smart inverter 40 may generate an environmental model representing changes in solar radiation through Equation 1 below.

스마트 인버터(40)는 수학식 1을 이용하여 일사량의 환경 모델을 생성할 수 있다. 여기에서, f는 환경 모델을 의미할 수 있고,

Figure 112021126154994-pat00002
는 샘플링된 일사량을 의미할 수 있으며,
Figure 112021126154994-pat00003
Figure 112021126154994-pat00004
는 베타 분포의 형상 매개변수를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00005
는 감마 함수를 의미할 수 있다.The smart inverter 40 can create an environmental model of solar radiation using Equation 1. Here, f may mean an environmental model,
Figure 112021126154994-pat00002
may refer to the sampled solar radiation,
Figure 112021126154994-pat00003
and
Figure 112021126154994-pat00004
may mean the shape parameter of the beta distribution. also,
Figure 112021126154994-pat00005
may mean a gamma function.

이때,

Figure 112021126154994-pat00006
Figure 112021126154994-pat00007
는 측정 데이터로부터 일사량의 변화가 가장 크게 나타나도록 설정될 수 있으며, 이를 위해,
Figure 112021126154994-pat00008
Figure 112021126154994-pat00009
는 최우추정법(MLE, Maximum Likelihood Estimation)을 이용하여 설정될 수 있다. 여기에서, 최우추정법은 데이터에 의한 확률을 최대화하는 값을 이용하여 모집단의 모수를 추정하는 기법으로 이해할 수 있다.At this time,
Figure 112021126154994-pat00006
and
Figure 112021126154994-pat00007
can be set to show the greatest change in solar radiation from the measured data, and for this purpose,
Figure 112021126154994-pat00008
and
Figure 112021126154994-pat00009
Can be set using Maximum Likelihood Estimation (MLE). Here, the maximum likelihood estimation method can be understood as a technique for estimating population parameters using values that maximize the probability of data.

이에 따라, 스마트 인버터(40)는 공지 기술인 몬테카를로 시뮬레이션(MCS, Monte Carlo Simulation) 등의 모의 시뮬레이션을 통해 베타 분포에서의 환경 모델을 생성할 수 있다.Accordingly, the smart inverter 40 can generate an environmental model in the beta distribution through simulation such as Monte Carlo Simulation (MCS), which is a known technology.

이에 따라, 스마트 인버터(40)는 아래의 수학식 2를 통해 분산형 전원(30)의 분산 전원을 예측할 수 있다.Accordingly, the smart inverter 40 can predict the distributed power of the distributed power source 30 through Equation 2 below.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00011
은 분산형 전원(30)의 셀 온도를 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00012
는 분산형 전원(30)의 주변 온도를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00013
는 샘플링된 일사량을 의미할 수 있으며, NOCT(Nominal Operating Cell Temperature)는 공칭 동작 셀 온도를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00014
은 셀 전류를 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00015
는 단락 전류를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00016
는 주변 온도의 변화에 따른 전류의 변화를 나타내는 전류 온도 계수를 의미할 수 있으며,
Figure 112021126154994-pat00017
는 주변 온도의 변화에 따른 전압의 변화를 나타내는 전압 온도 계수를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00018
은 셀 전압을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00019
는 개방 회로 전압을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00020
는 분산형 전원(30)의 출력 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00021
은 분산형 전원(30)의 모듈 개수를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00022
는 최대 전력 지점에서의 전압을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00023
는 최대 전력 지점에서의 전류를 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00011
may mean the cell temperature of the distributed power source 30,
Figure 112021126154994-pat00012
may mean the ambient temperature of the distributed power source 30. also,
Figure 112021126154994-pat00013
may mean the sampled solar radiation, and NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) may mean the nominal operating cell temperature. also,
Figure 112021126154994-pat00014
may mean the cell current,
Figure 112021126154994-pat00015
may mean short-circuit current. also,
Figure 112021126154994-pat00016
may refer to the current temperature coefficient indicating the change in current according to the change in ambient temperature,
Figure 112021126154994-pat00017
may mean a voltage-temperature coefficient indicating a change in voltage according to a change in ambient temperature. also,
Figure 112021126154994-pat00018
may mean the cell voltage,
Figure 112021126154994-pat00019
may mean open circuit voltage. also,
Figure 112021126154994-pat00020
may mean the output power of the distributed power source 30,
Figure 112021126154994-pat00021
may mean the number of modules of the distributed power source 30. also,
Figure 112021126154994-pat00022
may mean the voltage at the maximum power point,
Figure 112021126154994-pat00023
may mean the current at the maximum power point.

이에 따라, 스마트 인버터(40)는 일사량을 이용한 분산형 전원(30)의 출력 전력을 산출할 수 있으며, 이때, 출력 전력은 분산형 전원(30)에서 발전되는 분산 전원을 의미하는 것으로 이해할 수 있다.Accordingly, the smart inverter 40 can calculate the output power of the distributed power source 30 using solar radiation. At this time, the output power can be understood to mean the distributed power generated by the distributed power source 30. .

다른 일 실시예에서, 스마트 인버터(40)는 아래 수학식 3을 통해 풍속의 변화를 나타내는 환경 모델을 생성할 수 있다.In another embodiment, the smart inverter 40 may generate an environmental model representing changes in wind speed through Equation 3 below.

스마트 인버터(40)는 수학식 3을 이용하여 풍속의 환경 모델을 생성할 수 있다. 여기에서, f는 환경 모델을 의미할 수 있고,

Figure 112021126154994-pat00025
는 평균 풍속을 의미할 수 있다. 또한, b는 Weibull 분포의 형상 매개변수를 의미할 수 있고, c는 Weibull 분포의 척도 매개변수를 의미할 수 있다.The smart inverter 40 can create an environmental model of wind speed using Equation 3. Here, f may mean an environmental model,
Figure 112021126154994-pat00025
may mean the average wind speed. Additionally, b may mean the shape parameter of the Weibull distribution, and c may mean the scale parameter of the Weibull distribution.

이때, b 및 c는 측정 데이터로부터 풍속의 변화가 가장 크게 나타나도록 설정될 수 있으며, 이를 위해, b 및 c는 최우추정법을 이용하여 설정될 수 있다.At this time, b and c can be set so that the change in wind speed appears the largest from the measurement data. To this end, b and c can be set using the maximum likelihood estimation method.

이에 따라, 스마트 인버터(40)는 공지 기술인 몬테카를로 시뮬레이션 등의 모의 시뮬레이션을 통해 Weibull 분포에서의 환경 모델을 생성할 수 있다.Accordingly, the smart inverter 40 can generate an environmental model in the Weibull distribution through simulation such as Monte Carlo simulation, which is a known technology.

이에 따라, 스마트 인버터(40)는 아래의 수학식 4를 통해 분산형 전원(30)의 분산 전원을 예측할 수 있다.Accordingly, the smart inverter 40 can predict the distributed power of the distributed power source 30 through Equation 4 below.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00027
는 분산형 전원(30)의 출력 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00028
은 분산형 전원(30)에 마련된 풍력 터빈의 정격 출력을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00029
는 평균 풍속을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00030
는 풍력 터빈이 발전을 시작하는 시점에서의 속도인 컷인(Cut-In) 속도를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00031
은 풍력 터빈의 속도를 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00032
는 손상에 대한 안전 범위 내에서 풍력 터빈의 최대 속도인 컷아웃(Cut-Out 또는 Cut-Off) 속도를 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00027
may mean the output power of the distributed power source 30,
Figure 112021126154994-pat00028
may mean the rated output of the wind turbine provided in the distributed power source 30. also,
Figure 112021126154994-pat00029
may mean the average wind speed,
Figure 112021126154994-pat00030
May refer to the cut-in speed, which is the speed at which the wind turbine starts generating power. also,
Figure 112021126154994-pat00031
may refer to the speed of the wind turbine,
Figure 112021126154994-pat00032
May refer to the cut-out (Cut-Out or Cut-Off) speed, which is the maximum speed of the wind turbine within the safe range for damage.

이에 따라, 스마트 인버터(40)는 풍속을 이용한 분산형 전원(30)의 출력 전력을 산출할 수 있으며, 이때, 출력 전력은 분산형 전원(30)에서 발전되는 분산 전원을 의미하는 것으로 이해할 수 있다.Accordingly, the smart inverter 40 can calculate the output power of the distributed power source 30 using wind speed, and at this time, the output power can be understood to mean the distributed power generated by the distributed power source 30. .

이와 같이, 스마트 인버터(40)는 측정 데이터에 기초하여 분산 전원을 예측할 수 있으며, 이때, 예측된 분산 전원은 시간적 계열에 따라 다르게 예측될 수 있다.In this way, the smart inverter 40 can predict distributed power based on measurement data, and at this time, the predicted distributed power may be predicted differently depending on the time series.

예를 들어, 분산 전원은 분산형 전원(30)이 일사량을 이용하여 발전하는 경우에 낮 시간 동안 분산 전원의 크기가 밤 시간 동안의 분산 전원의 크기보다 크게 예측될 수 있다.For example, when the distributed power source 30 generates power using solar radiation, the size of the distributed power during the day may be predicted to be larger than the size of the distributed power during the night.

이와 관련하여, 스마트 인버터(40)는 액티브 망 관리기(20)에 마련되는 다수의 전압 탭 위치 중 어느 하나의 전압 탭 위치를 결정할 수 있고, 스마트 인버터(40)는 미리 설정된 최적화 알고리즘에 기초하여, 상기에서 예측된 분산 전원으로부터 상기에서 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단할 수 있다.In this regard, the smart inverter 40 can determine one voltage tap position among a plurality of voltage tap positions provided in the active network manager 20, and the smart inverter 40 can, based on a preset optimization algorithm, The suitability of the voltage tap position determined above can be determined from the distributed power predicted above.

여기에서, 최적화 알고리즘은 분산 전원의 변화와 모선에 연결된 부하(50)의 전력 이용 패턴에 따라 최적의 제어 패턴을 결정하도록 마련될 수 있으며, 이때, 최적의 제어 패턴은 전압 조정기(21)의 전압 탭 위치의 전환과 무효 전력 보상기(23)의 무효 전력 공급 및 흡수 전환을 최소화도록 설정되는 제어 패턴을 의미할 수 있다.Here, the optimization algorithm can be prepared to determine the optimal control pattern according to the change in distributed power and the power usage pattern of the load 50 connected to the busbar. At this time, the optimal control pattern is the voltage of the voltage regulator 21. It may mean a control pattern set to minimize switching of the tap position and switching of the reactive power supply and absorption of the reactive power compensator 23.

이를 위해, 최적화 알고리즘은 미리 설정된 시간 범위 내에서 미리 설정된 시간 간격에 따라 예측된 분산 전원과 부하(50)의 전력 이용 패턴에 기초하여 전압 탭 위치의 적합도를 판단할 수 있고, 최적화 알고리즘은 적합도를 판단한 반복 횟수가 미리 설정된 최대 반복 횟수보다 낮은 경우에 다수의 전압 탭 위치 중 상기에서 결정된 전압 탭 위치와는 다른 전압 탭 위치의 적합도를 판단할 수 있으며, 최적화 알고리즘은 반복 횟수가 최대 반복 횟수에 도달하는 경우에 다수의 전압 탭 위치에 대한 각각의 적합도에 기초하여 액티브 망 관리기(20)의 제어 패턴을 결정하도록 마련될 수 있다.To this end, the optimization algorithm can determine the suitability of the voltage tap location based on the power usage pattern of the distributed power and the load 50 predicted at a preset time interval within a preset time range, and the optimization algorithm determines the suitability. If the determined number of repetitions is lower than the preset maximum number of repetitions, the suitability of a voltage tap position different from the voltage tap position determined above among a plurality of voltage tap positions can be determined, and the optimization algorithm can determine the suitability of the voltage tap position when the number of repetitions reaches the maximum number of repetitions. In this case, the control pattern of the active network manager 20 may be determined based on the suitability of each of the multiple voltage tap positions.

이와 관련하여, 일 실시예에서, 스마트 인버터(40)는 슬라임 몰드 알고리즘(SMA, Slime Mould Algorithm)을 이용하여 제어 패턴을 결정할 수 있다.In this regard, in one embodiment, the smart inverter 40 may determine a control pattern using a slime mold algorithm (SMA).

여기에서, 슬라임 몰드 알고리즘은 메타휴리스틱(Metaheuristic) 또는 고도의 추론을 통한 최적화 기법의 한 종류로 이해할 수 있으며, 슬라임 몰드 알고리즘은 슬라임 몰드, 점액 곰팡이 및 점균류 등이 먹이를 탐색하고, 먹이에 접근하며, 먹이를 잡는 행동을 모방한 수학식을 통해 수행될 수 있다.Here, the slime mold algorithm can be understood as a type of optimization technique through metaheuristic or advanced reasoning, and the slime mold algorithm is used by slime molds, slime molds, and slime molds to search for food, approach food, and , can be performed through mathematical equations that mimic the behavior of catching prey.

아래의 수학식 5는 슬라임 몰드 알고리즘에 이용되는 먹이 탐색, 접근, 잡기의 행동을 나타낸 수식으로 이해할 수 있다.Equation 5 below can be understood as a formula representing the behavior of searching, approaching, and catching food used in the slime mold algorithm.

여기에서, X는 슬라임 몰드의 위치를 의미할 수 있고, r 및 rand는 0과 1 사이의 난수를 의미할 수 있으며, UB는 상한 값을 의미할 수 있고, LB는 하한 값을 의미할 수 있다. 또한, y는 상수 매개변수를 의미할 수 있고,

Figure 112021126154994-pat00034
는 현재 시점까지의 슬라임 몰드 중 농도가 가장 높은 슬라임 몰드의 위치를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00035
Figure 112021126154994-pat00036
는 무작위로 선택된 슬라임 몰드의 위치를 의미할 수 있고, l은 반복 횟수를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00037
는 아래에서 설명할 매개변수 a와 -a 사이의 매개변수를 의미할 수 있으며,
Figure 112021126154994-pat00038
는 1에서부터 0까지 선형적으로 감소하는 매개변수를 의미할 수 있다. 또한, p는 적합도에 따라 결정되는 값으로써, 아래에서 상세히 설명하도록 한다. 또한, W는 슬라임 몰드의 가중치를 의미할 수 있다.Here, . Additionally, y may mean a constant parameter,
Figure 112021126154994-pat00034
may mean the location of the slime mold with the highest concentration among the slime molds up to the present time. also,
Figure 112021126154994-pat00035
and
Figure 112021126154994-pat00036
may mean the position of a randomly selected slime mold, and l may mean the number of repetitions. also,
Figure 112021126154994-pat00037
may mean a parameter between parameter a and -a, which will be explained below,
Figure 112021126154994-pat00038
may mean a parameter that decreases linearly from 1 to 0. In addition, p is a value determined according to suitability and will be explained in detail below. Additionally, W may mean the weight of the slime mold.

수학식 6은 수학식 5의 p를 산출하는 수식으로 이해할 수 있다. 여기에서, z는 1에서부터 n까지의 임의의 값을 의미할 수 있고, S는 특정 슬라임 몰드 위치에서의 적합도를 의미할 수 있으며,

Figure 112021126154994-pat00040
는 현재 시점까지 반복되어 산출된 적합도 중 가장 높은 적합도를 의미할 수 있다.Equation 6 can be understood as a formula for calculating p in Equation 5. Here, z may mean any value from 1 to n, and S may mean suitability at a specific slime mold location.
Figure 112021126154994-pat00040
may mean the highest degree of suitability among the degrees of suitability repeatedly calculated up to the current point.

또한, 수학식 7은 상기의 u_b 및 a를 산출하는 과정을 나타낸 수식으로 이해할 수 있다. 여기에서, l은 반복 횟수를 의미할 수 있고,

Figure 112021126154994-pat00042
은 최대 반복 횟수를 의미할 수 있다.Additionally, Equation 7 can be understood as a formula showing the process of calculating u_b and a above. Here, l may mean the number of repetitions,
Figure 112021126154994-pat00042
may mean the maximum number of repetitions.

또한, 수학식 8은 상기에서 설명한 슬라임 몰드의 가중치를 산출하는 수식으로 이해할 수 있다. 여기에서,

Figure 112021126154994-pat00044
는 현재 시점까지 반복하여 산출된 적합도 중 가장 높은 적합도를 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00045
는 현재 시점까지 반복하여 산출된 적합도 중 가장 낮은 적합도를 의미할 수 있다.Additionally, Equation 8 can be understood as a formula for calculating the weight of the slime mold described above. From here,
Figure 112021126154994-pat00044
may mean the highest fitness among those repeatedly calculated up to the current point,
Figure 112021126154994-pat00045
may mean the lowest suitability among the suitability repeatedly calculated up to the current point.

이를 통해, 슬라임 몰드 알고리즘은 첫번째 반복 횟수에서 임의의 위치에 존재하는 슬라임 몰드의 위치를 추출할 수 있으며, 슬라임 몰드 알고리즘은 반복 횟수가 변화하는 경우에 슬라임 몰드에 알고리즘에 따라 상기의 a, p,

Figure 112021126154994-pat00046
,
Figure 112021126154994-pat00047
, w를 수정하도록 마련될 수 있다.Through this, the slime mold algorithm can extract the position of a slime mold that exists in a random position from the first repetition number, and when the repetition number changes, the slime mold algorithm can perform the above a, p,
Figure 112021126154994-pat00046
,
Figure 112021126154994-pat00047
, can be arranged to modify w.

이에 따라, 슬라임 몰드 알고리즘은 반복 횟수가 최대 반복 횟수에 도달하는 경우에 반복 과정에서 산출된 다수의 적합도를 적합도의 순위에 따라 나열할 수 있다.Accordingly, when the number of repetitions reaches the maximum number of repetitions, the slime mold algorithm can list a number of suitability values calculated during the repetition process according to the rank of suitability.

이와 관련하여, 스마트 인버터(40)는 분산 전원의 최대값과 최소값을 슬라임 몰드 탐색 범위의 상한값과 하한값에 대응시킬 수 있으며, 전압 조정기의 전압 탭 위치를 슬라임 몰드의 위치에 대응시킬 수 있다.In this regard, the smart inverter 40 can correspond to the maximum and minimum values of the distributed power to the upper and lower limits of the slime mold search range, and the voltage tap position of the voltage regulator can correspond to the position of the slime mold.

이에 따라, 스마트 인버터(40)는 분산 전원의 최대값과 최소값 사이에서 임의의 전압 탭 위치를 추출할 수 있으며, 스마트 인버터(40)는 분산 전원과 부하(50)의 전력 이용 패턴에 따라 전압 탭 위치의 적합도를 판단할 수 있다.Accordingly, the smart inverter 40 can extract a random voltage tap position between the maximum and minimum values of the distributed power, and the smart inverter 40 can select the voltage tap according to the power usage pattern of the distributed power and the load 50. The suitability of the location can be judged.

아래의 수학식 9 내지 수학식 12는 전압 탭 위치의 적합도를 판단하는 과정에서 이용되는 수식으로 이해할 수 있다.Equations 9 to 12 below can be understood as equations used in the process of determining the suitability of the voltage tap position.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00049
는 모선의 유효 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00050
는 모선의 무효 전력을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00051
는 시간 t일 때, 일사량을 이용한 분산형 전원(30)에서 i번 모선에 입력되는 유효 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00052
는 시간 t일 때, 풍속을 이용한 분산형 전원(30)에서 i번 모선에 입력되는 유효 전력을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00053
는 시간 t일 때, 일사량을 이용한 분산형 전원(30)에서 i번 모선에 입력되는 무효 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00054
는 시간 t일 때, 풍속을 이용한 분산형 전원(30)에서 i번 모선에 입력되는 무효 전력을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00055
는 시간 t일 때, i번 모선에서 소비되는 유효 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00056
는 시간 t일 때, i번 모선에서 소비되는 무효 전력을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00057
는 i번 모선의 전압을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00058
는 모선의 개수를 의미할 수 있으며, Y는 Y-bus 행렬의 요소를 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00059
는 i번 모선과 j번 모선 사이의 선로 임피던스를 의미할 수 있으며,
Figure 112021126154994-pat00060
는 i번 모선 또는 j번 모선의 위상각을 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00049
may mean the active power of the busbar,
Figure 112021126154994-pat00050
may mean the reactive power of the busbar. also,
Figure 112021126154994-pat00051
may mean the active power input to the i bus from the distributed power source 30 using solar radiation at time t,
Figure 112021126154994-pat00052
may mean the active power input to the i bus from the distributed power source 30 using wind speed at time t. also,
Figure 112021126154994-pat00053
may mean the reactive power input to the i bus from the distributed power source 30 using solar radiation at time t,
Figure 112021126154994-pat00054
may mean the reactive power input to the i bus from the distributed power source 30 using wind speed at time t. also,
Figure 112021126154994-pat00055
may mean the active power consumed by bus i at time t,
Figure 112021126154994-pat00056
may mean the reactive power consumed in bus i at time t. also,
Figure 112021126154994-pat00057
may mean the voltage of the i bus,
Figure 112021126154994-pat00058
may mean the number of bus bars, Y may mean the elements of the Y-bus matrix,
Figure 112021126154994-pat00059
may mean the line impedance between the i bus and the j bus,
Figure 112021126154994-pat00060
may mean the phase angle of the i bus bar or the j bus bar.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00062
Figure 112021126154994-pat00063
는 모선에 설정된 각 노드에서의 전압 최소값과 최대값을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00064
는 i번 모선과 j번 모선 사이에 존재하는 선로의 전류 용량 한계를 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00062
class
Figure 112021126154994-pat00063
may mean the minimum and maximum voltage values at each node set in the busbar,
Figure 112021126154994-pat00064
may mean the current capacity limit of the line that exists between the i bus and the j bus.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00066
Figure 112021126154994-pat00067
는 일사량을 이용한 분산형 전원(30)의 최소 유효 전력과 최대 유효 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00068
Figure 112021126154994-pat00069
는 풍속을 이용한 분산형 전원(30)의 최소 유효 전력과 최대 유효 전력을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00070
Figure 112021126154994-pat00071
는 일사량을 이용한 분산형 전원(30)의 최소 피상 전력과 최대 피상 전력을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00072
Figure 112021126154994-pat00073
는 풍속을 이용한 분산형 전원(30)의 최소 피상 전력과 최대 피상 전력을 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00066
and
Figure 112021126154994-pat00067
may mean the minimum active power and maximum active power of the distributed power source 30 using solar radiation,
Figure 112021126154994-pat00068
and
Figure 112021126154994-pat00069
May mean the minimum active power and maximum active power of the distributed power source 30 using wind speed. also,
Figure 112021126154994-pat00070
and
Figure 112021126154994-pat00071
may mean the minimum apparent power and maximum apparent power of the distributed power source 30 using solar radiation,
Figure 112021126154994-pat00072
and
Figure 112021126154994-pat00073
May mean the minimum apparent power and maximum apparent power of the distributed power source 30 using wind speed.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00075
Figure 112021126154994-pat00076
는 무효 전력 보상기(23)에서의 Volt/VAr 제어 곡선의 기울기의 최소값과 최대값을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00077
Figure 112021126154994-pat00078
는 무효 전력 보상기(23)에서의 Volt/VAr 제어 곡선의 dead band의 최소값과 최대값을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00079
Figure 112021126154994-pat00080
는 무효 전력 보상기(23)에서 스위칭 가능한 커패시터의 최소값과 최대값을 의미할 수 있고,
Figure 112021126154994-pat00081
Figure 112021126154994-pat00082
는 전압 조정기(21)에서 조절 가능한 전압 탭의 최소값과 최대값을 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00075
and
Figure 112021126154994-pat00076
may mean the minimum and maximum values of the slope of the Volt/VAr control curve in the reactive power compensator 23,
Figure 112021126154994-pat00077
and
Figure 112021126154994-pat00078
may mean the minimum and maximum values of the dead band of the Volt/VAr control curve in the reactive power compensator 23. also,
Figure 112021126154994-pat00079
and
Figure 112021126154994-pat00080
may mean the minimum and maximum values of the switchable capacitor in the reactive power compensator 23,
Figure 112021126154994-pat00081
class
Figure 112021126154994-pat00082
may mean the minimum and maximum values of the voltage tap that can be adjusted in the voltage regulator 21.

이와 같은, 수학식 9 내지 수학식 12는 액티브 망 관리기(20)에 대한 제한 조건으로 이해할 수 있다. 이에 따라, 스마트 인버터(40)는 상기에서 설명한 최적화 알고리즘에 기초하여 결정된 액티브 망 관리기(20)의 제어 상태와 제한 조건을 비교할 수 있으며, 이에 따라, 스마트 인버터(40)는 액티브 망 관리기(20)의 제어 상태에 대한 적합도를 판단할 수 있다.Equations 9 to 12 can be understood as limiting conditions for the active network manager 20. Accordingly, the smart inverter 40 can compare the control state and constraint conditions of the active network manager 20 determined based on the optimization algorithm described above, and according to this, the smart inverter 40 can compare the active network manager 20 The suitability for the control state can be determined.

이와 관련하여, 스마트 인버터(40)는 결정된 전압 탭 위치에 기초하여 액티브 망 관리기(20)의 무효 전력 보상 패턴을 결정할 수 있다.In this regard, the smart inverter 40 may determine the reactive power compensation pattern of the active network manager 20 based on the determined voltage tap position.

아래의 수학식 13은 무효 전력 보상 패턴을 결정하도록 마련되는 수식으로 이해할 수 있다.Equation 13 below can be understood as an equation prepared to determine the reactive power compensation pattern.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00084
내지
Figure 112021126154994-pat00085
는 제 1 임계 전압 내지 제4 임계 전압을 의미할 수 있다. 또한, m은 무효 전력 보상기(23)에서의 Volt/VAr 제어 곡선의 기울기를 의미할 수 있으며, d는 무효 전력 보상기(23)에서의 Volt/VAr 제어 곡선의 dead band의 범위를 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00086
은 전압 조정기(21)에서 선택된 전압 탭의 설정 전압을 의미할 수 있다. 또한,
Figure 112021126154994-pat00087
는 스마트 인버터(40)의 최대 무효 전력을 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00084
inside
Figure 112021126154994-pat00085
may mean a first to fourth threshold voltage. In addition, m may mean the slope of the Volt/VAr control curve in the reactive power compensator 23, and d may mean the range of the dead band of the Volt/VAr control curve in the reactive power compensator 23. . also,
Figure 112021126154994-pat00086
may mean the set voltage of the voltage tap selected in the voltage regulator 21. also,
Figure 112021126154994-pat00087
May mean the maximum reactive power of the smart inverter 40.

아래의 수학식 14는 스마트 인버터(40)의 최대 무효 전력을 산출하는 과정에서 이용되는 수식으로 이해할 수 있다.Equation 14 below can be understood as a formula used in the process of calculating the maximum reactive power of the smart inverter 40.

여기에서,

Figure 112021126154994-pat00089
는 스마트 인버터(40)의 최대 무효 전력을 의미할 수 있고, S는 분산형 전원(30)의 피상 전력을 의미할 수 있으며, P는 분산형 전원(30)의 유효 전력을 의미할 수 있다.From here,
Figure 112021126154994-pat00089
may mean the maximum reactive power of the smart inverter 40, S may mean the apparent power of the distributed power source 30, and P may mean the active power of the distributed power source 30.

한편, 스마트 인버터(40)는 미리 설정된 최대 반복 횟수 동안 상기의 적합도 판단 과정을 반복하여 서로 다른 전압 탭 위치에서의 적합도를 판단할 수 있으며, 이에 따라, 스마트 인버터(40)는 반복 횟수가 최대 반복 횟수에 도달하는 경우에 판단된 다수의 적합도 중 가장 높은 적합도를 선택하여 액티브 망 관리기(20)의 제어 패턴을 결정할 수 있다.Meanwhile, the smart inverter 40 can determine the suitability at different voltage tap positions by repeating the above suitability determination process for a preset maximum number of repetitions. Accordingly, the smart inverter 40 can repeat the maximum number of repetitions. When the number of times is reached, the control pattern of the active network manager 20 can be determined by selecting the highest suitability among the plurality of determined suitability.

이를 통해, 배전 계통 최적화 시스템은 계통 전원(10)에 연결 가능한 분산형 전원(30)의 용량을 최대화할 수 있고, 배전 계통 최적화 시스템은 액티브 망 관리기(20) 또는 분산형 전원(30)의 손실을 최소화할 수 있으며, 배전 계통 최적화 시스템은 모선의 전압 변동을 최소화할 수 있다.Through this, the distribution grid optimization system can maximize the capacity of the distributed power source 30 that can be connected to the grid power source 10, and the distribution grid optimization system can maximize the loss of the active network manager 20 or the distributed power source 30. can be minimized, and the distribution system optimization system can minimize the voltage fluctuations of the busbar.

이와 같이, 일 실시예에서, 스마트 인버터(40)는 슬라임 몰드 알고리즘을 이용하여 스마트 인버터(40)와 액티브 망 관리기(20)의 최적 제어 패턴을 설정할 수 있으나, 본 발명의 슬라임 몰드 알고리즘은 단순히 스마트 인버터(40)와 액티브 망 관리기(20)의 최적 제어 패턴을 설정하기 위한 수단으로써, 이는, 다른 공지된 최적화 알고리즘으로 대체될 수 있음이다.As such, in one embodiment, the smart inverter 40 can set the optimal control pattern of the smart inverter 40 and the active network manager 20 using the slime mold algorithm, but the slime mold algorithm of the present invention is simply a smart mold algorithm. As a means for setting the optimal control pattern of the inverter 40 and the active network manager 20, this can be replaced with another known optimization algorithm.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 계통 최적화 시스템의 적용이 가능한 계통도의 일 예시이다.Figure 2 is an example of a schematic diagram to which a distribution system optimization system according to an embodiment of the present invention can be applied.

도2를 참조하면, 계통 전원(10)과 전압 조정기(21)가 연결되어 계통 전원(10)으로부터 입력되는 전원이 전압 조정기(21)를 통해 모선으로 공급되는 것을 확인할 수 있으며, 일사량을 이용한 분산형 전원(30a), 풍속을 이용한 분산형 전원(30b)으로부터 발전된 분산 전원이 스마트 인버터(40)를 통해 모선으로 공급되는 것을 확인할 수 있다.Referring to Figure 2, it can be seen that the system power source 10 and the voltage regulator 21 are connected and the power input from the system power source 10 is supplied to the busbar through the voltage regulator 21, and distribution using solar radiation is performed. It can be confirmed that the distributed power generated from the type power source 30a and the distributed power source 30b using wind speed is supplied to the busbar through the smart inverter 40.

또한, 무효 전력 보상기(23)에서 무효 전력을 보상하는 것을 확인할 수 있으며, 다수의 부하(50)가 모선에 연결되어 전력을 공급받는 것을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that the reactive power compensator 23 compensates for the reactive power, and it can be confirmed that a number of loads 50 are connected to the busbar and receive power.

도3 내지 도5는 도1의 스마트 인버터에서 결정되는 제어 패턴의 일 예시를 나타낸 그래프이다.Figures 3 to 5 are graphs showing an example of a control pattern determined in the smart inverter of Figure 1.

도3 내지 도4를 참조하면, 24 시간 범위 내에서 1 시간 간격으로 설정된 전압 조정기(21)의 제어 패턴을 확인할 수 있다.Referring to Figures 3 and 4, the control pattern of the voltage regulator 21 set at 1-hour intervals within a 24-hour range can be confirmed.

이때, 도3은 전압 탭 위치가 23회 변동되는 것으로 이해할 수 있으며, 도4는 전압 탭 위치가 12회 변동되는 것으로 이해할 수 있다.At this time, Figure 3 can be understood as the voltage tap position changing 23 times, and Figure 4 can be understood as the voltage tap position changing 12 times.

이에 따라, 제어 패턴의 적합도는 전압 탭 위치의 변동이 적은 도4의 그래프가 도3의 그래프보다 높은 것으로 이해할 수 있다.Accordingly, it can be understood that the suitability of the control pattern is higher in the graph of FIG. 4, where there is less variation in the voltage tap position, than in the graph of FIG. 3.

한편, 도5는 무효 전력 보상기(23)의 Volt/VAr 제어 곡선으로 이해할 수 있으며, 이때, m은 Volt/VAr 제어 곡선의 기울기를 의미할 수 있고, d는 Volt/VAr 제어 곡선의 dead band를 의미할 수 있다.Meanwhile, Figure 5 can be understood as the Volt/VAr control curve of the reactive power compensator 23, where m may mean the slope of the Volt/VAr control curve, and d may represent the dead band of the Volt/VAr control curve. It can mean.

이에 따라, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압이

Figure 112021126154994-pat00090
보다 낮은 경우에
Figure 112021126154994-pat00091
만큼의 무효 전력을 공급할 수 있고, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압이
Figure 112021126154994-pat00092
내지
Figure 112021126154994-pat00093
의 범위에 존재하는 경우에 -m의 기울기에 따라 무효 전력의 크기를 변화시키며 공급할 수 있다.Accordingly, the reactive power compensator 23 adjusts the voltage of the bus bar to
Figure 112021126154994-pat00090
In case of lower
Figure 112021126154994-pat00091
It can supply as much reactive power as possible, and the reactive power compensator 23 reduces the voltage of the busbar to
Figure 112021126154994-pat00092
inside
Figure 112021126154994-pat00093
If it exists in the range, the size of reactive power can be changed and supplied according to the slope of -m.

또한, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압이

Figure 112021126154994-pat00094
보다 높은 경우에
Figure 112021126154994-pat00095
만큼의 무효 전력을 흡수할 수 있고, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압이
Figure 112021126154994-pat00096
내지
Figure 112021126154994-pat00097
의 범위에 존재하는 경우에 -m의 기울기에 따라 무효 전력의 크기를 변화시키며 흡수할 수 있다.In addition, the reactive power compensator 23 reduces the voltage of the busbar.
Figure 112021126154994-pat00094
In case of higher
Figure 112021126154994-pat00095
It can absorb as much reactive power as possible, and the reactive power compensator 23 reduces the voltage of the busbar to
Figure 112021126154994-pat00096
inside
Figure 112021126154994-pat00097
If it exists in the range of , the size of reactive power can be changed and absorbed according to the slope of -m.

한편, 무효 전력 보상기(23)는 모선의 전압이

Figure 112021126154994-pat00098
내지
Figure 112021126154994-pat00099
의 범위에 존재하는 경우에 무효 전력의 보상 동작을 중단할 수 있다.Meanwhile, the reactive power compensator 23 reduces the voltage of the busbar to
Figure 112021126154994-pat00098
inside
Figure 112021126154994-pat00099
If it exists in the range of , the compensation operation of reactive power can be stopped.

도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전 계통 최적화 방법의 순서도이다.Figure 6 is a flowchart of a distribution system optimization method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 배전 계통 최적화 방법은 도 1에 도시된 배전 계통 최적화 시스템과 실질적으로 동일한 구성 상에서 진행되므로, 도 1의 배전 계통 최적화 시스템과 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the distribution system optimization method according to an embodiment of the present invention is carried out on substantially the same configuration as the distribution system optimization system shown in FIG. 1, the same reference numerals are assigned to the same components as the distribution system optimization system shown in FIG. , repeated explanations will be omitted.

배전 계통 최적화 방법은 분산형 전원으로부터 측정 데이터를 수집하는 단계(100), 측정 데이터에 기초하여 분산 전원을 예측하는 단계(200), 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300) 및 제어 패턴에 기초하여 액티브 망 관리기를 제어하는 단계(400)를 포함할 수 있다.The distribution system optimization method includes the steps of collecting measurement data from distributed power (100), predicting distributed power based on the measured data (200), and determining the control pattern of the active network manager based on the distributed power ( 300) and controlling the active network manager based on the control pattern (400).

분산형 전원으로부터 측정 데이터를 수집하는 단계(100)는 스마트 인버터(40)가 분산형 전원(30)으로부터 측정 데이터를 수집하는 단계일 수 있다.The step 100 of collecting measurement data from the distributed power source may be a step in which the smart inverter 40 collects measurement data from the distributed power source 30 .

측정 데이터에 기초하여 분산 전원을 예측하는 단계(200)는 스마트 인버터(40)가 측정 데이터에 기초하여 분산형 전원(30)으로부터 발전되는 분산 전원을 예측하는 단계일 수 있다.Step 200 of predicting distributed power based on measurement data may be a step in which the smart inverter 40 predicts distributed power generated from the distributed power source 30 based on the measured data.

분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 스마트 인버터(40)가 예측된 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기(20)의 제어 패턴을 결정하는 단계일 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager based on the distributed power may be a step in which the smart inverter 40 determines the control pattern of the active network manager 20 based on the predicted distributed power.

제어 패턴에 기초하여 액티브 망 관리기를 제어하는 단계(400)는 스마트 인버터(40) 또는 액티브 망 관리기(20)가 제어 패턴에 기초하여 액티브 망 관리기(20)를 제어하는 단계일 수 있다.The step 400 of controlling the active network manager based on the control pattern may be a step in which the smart inverter 40 or the active network manager 20 controls the active network manager 20 based on the control pattern.

도7은 도6의 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계의 세부 순서도이다.Figure 7 is a detailed flowchart of the step of determining the control pattern of the active network manager based on the distributed power of Figure 6.

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 전압 탭 위치를 결정하는 단계(310)를 포함할 수 있으며, 전압 탭 위치를 결정하는 단계(310)는 액티브 망 관리기(20)에 마련되는 다수의 전압 탭 위치 중 어느 하나의 전압 탭 위치를 결정하는 단계일 수 있다.The step of determining the control pattern of the active network manager (300) may include the step of determining the voltage tap position (310), and the step of determining the voltage tap position (310) may include the step of determining the voltage tap position (310) provided in the active network manager (20). This may be a step of determining one voltage tap position among a plurality of voltage tap positions.

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 전압 탭 위치의 적합도를 판단하는 단계(320)를 더 포함할 수 있으며, 전압 탭 위치의 적합도를 판단하는 단계(320)는 미리 설정된 시간 범위 내에서 미리 설정된 시간 간격에 따라 예측된 분산 전원과 부하(50)의 전력 이용 패턴에 기초하여 전압 탭 위치의 적합도를 판단하는 단계일 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager may further include a step 320 of determining the suitability of the voltage tap position, and the step 320 of determining the suitability of the voltage tap position may be performed within a preset time range. This may be a step of determining the suitability of the voltage tap location based on the power usage pattern of the distributed power source and the load 50 predicted at a preset time interval within the process.

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 전압 탭 위치가 제한 조건을 충족하는지 판단하는 단계(330)를 더 포함할 수 있으며, 전압 탭 위치가 제한 조건을 충족하는지 판단하는 단계(330)는 전압 탭 위치의 적합도를 판단하는 과정에서 상기의 전압 탭 위치가 미리 설정된 제한 조건을 만족하는지 판단하는 단계일 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager may further include the step 330 of determining whether the voltage tap position satisfies the constraint condition, and the step 330 of determining whether the voltage tap position satisfies the constraint condition. ) may be a step of determining whether the voltage tap position satisfies preset constraints in the process of determining the suitability of the voltage tap position.

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 제한 조건에 기초하여 적합도를 재설정하는 단계(340)를 더 포함할 수 있으며, 제한 조건에 기초하여 적합도를 재설정하는 단계(340)는 전압 탭 위치가 제한 조건을 충족하는지 판단하는 단계(330)에서 전압 탭 위치가 제한 조건을 만족하지 않는 경우에 적합도를 재설정하는 단계일 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager may further include a step 340 of resetting the suitability based on the constraint condition, and the step 340 of resetting the suitability based on the constraint condition may include a voltage tap In the step 330 of determining whether the position satisfies the constraint condition, if the voltage tap position does not satisfy the constraint condition, the suitability may be reset.

이때, 스마트 인버터(40)는 상기의 전압 탭 위치가 만족하지 못하는 제한 조건의 개수에 따라 적합도를 감소시킬 수도 있으며, 이외에도, 스마트 인버터(40)는 상기의 전압 탭 위치가 제한 조건을 만족하지 않는 경우에 다양한 방식으로 적합도에 패널티를 부여할 수 있다.At this time, the smart inverter 40 may reduce the suitability according to the number of constraints that the voltage tap position does not satisfy. In addition, the smart inverter 40 may reduce the suitability if the voltage tap position does not satisfy the constraint conditions. In some cases, a fitness penalty can be imposed in a variety of ways.

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 반복 횟수가 최대 반복 횟수를 충족하는지 판단하는 단계(350)를 더 포함할 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager may further include a step 350 of determining whether the number of repetitions satisfies the maximum number of repetitions.

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 반복 횟수를 추가하는 단계(360)를 더 포함할 수 있으며, 반복 횟수를 추가하는 단계(360)는 반복 횟수가 최대 반복 횟수를 충족하는지 판단하는 단계(350)에서 반복 횟수가 최대 반복 횟수보다 작은 경우에 반복 횟수를 1회 추가하는 단계일 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager may further include a step 360 of adding the number of repetitions, and the step 360 of adding the number of repetitions determines whether the number of repetitions satisfies the maximum number of repetitions. In step 350, if the number of repetitions is less than the maximum number of repetitions, the number of repetitions may be added once.

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 전압 탭 위치를 재결정하는 단계(370)를 더 포함할 수 있으며, 전압 탭 위치를 재결정하는 단계(370)는 미리 설정된 최적화 알고리즘에 기초하여 이전에 결정된 전압 탭 위치와는 다른 전압 탭 위치를 결정하는 단계일 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager may further include a step 370 of re-determining the voltage tap position, and the step 370 of re-determining the voltage tap position may be performed based on a preset optimization algorithm. This may be a step of determining a voltage tap position that is different from the voltage tap position determined in .

액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계(300)는 적합도가 가장 높은 전압 탭 위치를 결정하는 단계(380)를 더 포함할 수 있으며, 적합도가 가장 높은 전압 탭 위치를 결정하는 단계(380)는 반복 횟수가 최대 반복 횟수를 충족하는지 판단하는 단계(350)에서 반복 횟수가 최대 반복 횟수보다 크거나 같은 경우에 서로 다른 전압 탭 위치에 대해 판단된 적합도에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계일 수 있다.The step 300 of determining the control pattern of the active network manager may further include the step 380 of determining the voltage tap position with the highest suitability, and the step 380 of determining the voltage tap position with the highest suitability is In step 350 of determining whether the number of repetitions satisfies the maximum number of repetitions, if the number of repetitions is greater than or equal to the maximum number of repetitions, the control pattern of the active network manager is determined based on the suitability determined for different voltage tap positions. This may be a step.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 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 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential quality of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are for illustrative purposes, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention shall be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto shall be construed as being included in the scope of rights of the present invention.

10: 계통 전원
20: 액티브 망 관리기
21: 전압 조정기
23: 무효 전력 보상기
30: 분산형 전원
30a: 일사량을 이용한 분산형 전원
30b: 풍속을 이용한 분산형 전원
40: 스마트 인버터
50: 부하
10: Grid power
20: Active network manager
21: voltage regulator
23: Reactive power compensator
30: Distributed power
30a: Distributed power using solar radiation
30b: Distributed power using wind speed
40: Smart inverter
50: load

Claims (12)

모선(Bus)을 통해 연결된 부하에 전원을 공급하는 계통 전원;
상기 계통 전원으로부터 공급되는 전원을 제어하는 액티브 망 관리기;
자연 환경을 이용하여 분산 전원을 발전하고, 상기 모선에 상기 분산 전원을 공급하는 분산형 전원; 및
상기 분산형 전원에서 이용된 자연 환경의 양을 측정하여 생성되는 측정 데이터를 수집하고, 상기 측정 데이터에 기초하여 상기 분산형 전원에서 발전되는 분산 전원을 예측하며, 예측된 분산 전원에 기초하여 상기 액티브 망 관리기에 마련되는 다수의 전압 탭 위치 중 어느 하나의 전압 탭 위치를 결정하고, 미리 설정된 최적화 알고리즘에 기초하여 상기 예측된 분산 전원으로부터 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단하여 상기 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 스마트 인버터를 포함하는, 분산형 전원 최적화 시스템.
Grid power that supplies power to loads connected through a bus;
an active network manager that controls power supplied from the system power supply;
A distributed power source that generates distributed power using the natural environment and supplies the distributed power to the busbar; and
Collect measurement data generated by measuring the amount of the natural environment used by the distributed power source, predict distributed power generated from the distributed power source based on the measured data, and predict the distributed power generated from the distributed power source based on the measured distributed power source. Control of the active network manager by determining one voltage tap position among a plurality of voltage tap positions provided in the network manager and determining the suitability of the determined voltage tap position from the predicted distributed power source based on a preset optimization algorithm. A distributed power optimization system that includes smart inverters that determine patterns.
제1항에 있어서, 상기 액티브 망 관리기는,
상기 제어 패턴에 기초하여 상기 계통 전원으로부터 상기 모선으로 전달되는 전압을 조절하는 전압 조정기; 및
상기 제어 패턴에 기초하여 상기 모선에 무효 전력을 보상하는 무효 전력 보상기;를 포함하는, 분산형 전원 최적화 시스템.
The method of claim 1, wherein the active network manager:
a voltage regulator that adjusts the voltage transmitted from the system power source to the bus bar based on the control pattern; and
A distributed power optimization system comprising a reactive power compensator that compensates for reactive power in the busbar based on the control pattern.
제1항에 있어서, 상기 스마트 인버터는,
상기 측정 데이터를 이용하여 환경 모델을 생성하고, 상기 환경 모델에 기초하여 상기 분산 전원을 예측하는, 분산형 전원 최적화 시스템.
The method of claim 1, wherein the smart inverter,
A distributed power optimization system that generates an environmental model using the measurement data and predicts the distributed power based on the environmental model.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 스마트 인버터는,
상기 결정된 전압 탭 위치에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 무효 전력 보상 패턴을 결정하는, 분산형 전원 최적화 시스템.
The method of claim 1, wherein the smart inverter,
A distributed power optimization system that determines a reactive power compensation pattern of the active network manager based on the determined voltage tap position.
제1항에 있어서, 상기 최적화 알고리즘은,
미리 설정된 시간 범위 내에서 미리 설정된 시간 간격에 따라 예측된 분산 전원과 상기 부하의 전력 이용 패턴에 기초하여 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단하며, 상기 적합도를 판단한 반복 횟수가 미리 설정된 최대 반복 횟수보다 낮은 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치 중에서 상기 결정된 전압 탭 위치와는 다른 전압 탭 위치의 적합도를 판단하고, 상기 반복 횟수가 상기 최대 반복 횟수에 도달하는 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치에 대한 각각의 적합도에 기초하여 상기 제어 패턴을 결정하도록 마련되는, 분산형 전원 최적화 시스템.
The method of claim 1, wherein the optimization algorithm is:
The suitability of the determined voltage tap position is determined based on the distributed power predicted at a preset time interval within a preset time range and the power use pattern of the load, and the number of repetitions for determining the suitability is greater than the preset maximum number of repetitions. In the low case, the suitability of a voltage tap position different from the determined voltage tap position among the plurality of voltage tap positions is determined, and when the number of repetitions reaches the maximum number of repetitions, the suitability of each voltage tap position for the plurality of voltage tap positions is determined. A distributed power optimization system arranged to determine the control pattern based on suitability.
계통 전원, 액티브 망 관리기, 분산형 전원 및 스마트 인버터를 포함하는 배전 계통 최적화 시스템에서의 배전 계통 최적화 방법에 있어서,
상기 분산형 전원에서 이용된 자연 환경의 양을 측정하여 생성되는 측정 데이터를 수집하는 단계;
상기 측정 데이터에 기초하여 상기 분산형 전원으로부터 발전되는 분산 전원을 예측하는 단계;
예측된 분산 전원에 기초하여 상기 액티브 망 관리기에 마련되는 다수의 전압 탭 위치 중 어느 하나의 전압 탭 위치를 결정하고, 미리 설정된 최적화 알고리즘에 기초하여 상기 예측된 분산 전원으로부터 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단하여 상기 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계; 및
상기 제어 패턴에 기초하여 상기 액티브 망 관리기를 제어하는 단계;를 포함하는, 분산형 전원 최적화 방법.
In a distribution system optimization method in a distribution system optimization system including grid power, active network manager, distributed power, and smart inverter,
collecting measurement data generated by measuring the amount of natural environment used by the distributed power source;
predicting distributed power generated from the distributed power source based on the measurement data;
Based on the predicted distributed power, one of the plurality of voltage tap positions provided in the active network manager is determined, and the suitability of the determined voltage tap position is determined from the predicted distributed power based on a preset optimization algorithm. determining a control pattern of the active network manager; and
A distributed power optimization method comprising: controlling the active network manager based on the control pattern.
제7항에 있어서,
상기 액티브 망 관리기를 제어하는 단계는,
상기 제어 패턴에 기초하여 상기 계통 전원으로부터 모선으로 전달되는 전압을 조절하는 단계; 및
상기 제어 패턴에 기초하여 상기 모선에 무효 전력을 보상하는 단계를 포함하는, 분산형 전원 최적화 방법.
In clause 7,
The step of controlling the active network manager is,
adjusting the voltage transmitted from the system power source to the bus bar based on the control pattern; and
Compensating for reactive power in the busbar based on the control pattern.
제7항에 있어서, 상기 측정 데이터에 기초하여 분산 전원을 예측하는 단계 는,
상기 측정 데이터를 이용하여 환경 모델을 생성하고, 상기 환경 모델에 기초하여 상기 분산 전원을 예측하는, 분산형 전원 최적화 방법.
The method of claim 7, wherein predicting distributed power based on the measurement data comprises:
A distributed power optimization method for generating an environmental model using the measurement data and predicting the distributed power based on the environmental model.
삭제delete 제7항에 있어서, 상기 분산 전원에 기초하여 액티브 망 관리기의 제어 패턴을 결정하는 단계는,
상기 결정된 전압 탭 위치에 기초하여 상기 액티브 망 관리기의 무효 전력 보상 패턴을 결정하는, 분산형 전원 최적화 방법.
The method of claim 7, wherein determining a control pattern of the active network manager based on the distributed power supply comprises:
A distributed power optimization method for determining a reactive power compensation pattern of the active network manager based on the determined voltage tap position.
제7항에 있어서, 상기 최적화 알고리즘은,
미리 설정된 시간 범위 내에서 미리 설정된 시간 간격에 따라 예측된 분산 전원과 상기 계통 전원에 모선을 통해 연결된 부하의 전력 이용 패턴에 기초하여 상기 결정된 전압 탭 위치의 적합도를 판단하며, 상기 적합도를 판단한 반복 횟수가 미리 설정된 최대 반복 횟수보다 낮은 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치 중에서 상기 결정된 전압 탭 위치와는 다른 전압 탭 위치의 적합도를 판단하고, 상기 반복 횟수가 상기 최대 반복 횟수에 도달하는 경우에 상기 다수의 전압 탭 위치에 대한 각각의 적합도에 기초하여 상기 제어 패턴을 결정하도록 마련되는, 분산형 전원 최적화 방법.
The method of claim 7, wherein the optimization algorithm is:
The suitability of the determined voltage tap position is determined based on the distributed power predicted at a preset time interval within a preset time range and the power use pattern of the load connected to the system power through a bus bar, and the number of repetitions for determining the suitability. If is lower than the preset maximum number of repetitions, determine the suitability of a voltage tap position different from the determined voltage tap position among the plurality of voltage tap positions, and if the number of repetitions reaches the maximum number of repetitions, determine the suitability of the plurality of voltage tap positions Distributed power optimization method provided to determine the control pattern based on the respective suitability for voltage tap positions.
KR1020210148753A 2021-05-21 2021-11-02 Distribution grid optimization system and method KR102620315B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210065327 2021-05-21
KR1020210065327 2021-05-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220157851A KR20220157851A (en) 2022-11-29
KR102620315B1 true KR102620315B1 (en) 2024-01-02

Family

ID=84234933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210148753A KR102620315B1 (en) 2021-05-21 2021-11-02 Distribution grid optimization system and method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102620315B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007288877A (en) 2006-04-14 2007-11-01 Hitachi Ltd Power quality maintenance supporting method and system for power distribution system in linkage with a plurality of decentralized power sources
WO2009063220A2 (en) 2007-11-16 2009-05-22 University Of Strathclyde Active network management
JP2011205736A (en) 2010-03-24 2011-10-13 Tokyo Electric Power Co Inc:The Distributed power supply and distributed power supply control method
WO2013030897A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 株式会社 日立製作所 Power system voltage stabilizer and stabilization method
JP6591133B1 (en) 2018-06-14 2019-10-16 三菱電機株式会社 Power management system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102568403B1 (en) 2018-10-30 2023-08-21 한국전기연구원 Methdo and system for controlling distribution network including numerous distributed energy resource

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007288877A (en) 2006-04-14 2007-11-01 Hitachi Ltd Power quality maintenance supporting method and system for power distribution system in linkage with a plurality of decentralized power sources
WO2009063220A2 (en) 2007-11-16 2009-05-22 University Of Strathclyde Active network management
JP2011205736A (en) 2010-03-24 2011-10-13 Tokyo Electric Power Co Inc:The Distributed power supply and distributed power supply control method
WO2013030897A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 株式会社 日立製作所 Power system voltage stabilizer and stabilization method
JP6591133B1 (en) 2018-06-14 2019-10-16 三菱電機株式会社 Power management system

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220157851A (en) 2022-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Téllez et al. Optimal reactive power compensation in electrical distribution systems with distributed resources. Review
Hosseinipour et al. Virtual inertia control of PV systems for dynamic performance and damping enhancement of DC microgrids with constant power loads
Tewari et al. Coordinated control of OLTC and energy storage for voltage regulation in distribution network with high PV penetration
Wang et al. Voltage management for large scale PV integration into weak distribution systems
Jahangiri et al. Distributed Volt/VAr control by PV inverters
KR101132107B1 (en) System for controlling voltage and reactive power in electric power system connected with distributed generation and method for the same
Savić et al. Optimal sizing and location of SVC devices for improvement of voltage profile in distribution network with dispersed photovoltaic and wind power plants
JP6063632B2 (en) System and method for operating a capacitor bank
Kabiri et al. The influence of pv inverter reactive power injection on grid voltage regulation
JP4992134B2 (en) Control method and apparatus of photovoltaic power generation system
Mahdavi et al. Predictive coordinated and cooperative voltage control for systems with high penetration of PV
Nguyen et al. Power management approach to minimize battery capacity in wind energy conversion systems
Shu et al. Pareto optimal allocation of flexible fault current limiter based on multi-objective improved bat algorithm
Hatata et al. Centralized control method for voltage coordination challenges with OLTC and D-STATCOM in smart distribution networks based IoT communication protocol
KR102620315B1 (en) Distribution grid optimization system and method
Chamana et al. Impact of smart inverter control with PV systems on voltage regulators in active distribution networks
Alkuhayli et al. Volt/Var control in distribution networks with high penetration of PV considering inverter utilization
Arshad et al. Multi-agent based distributed voltage regulation scheme with grid-tied inverters in active distribution networks
Jacxsens et al. Overview of voltage control strategies in medium voltage networks with implementation of distributed generation
Shuvra et al. Reconfigurable and flexible voltage control strategy using smart PV inverters with integrated energy storage for advanced distribution systems
Lakshmi et al. Centralized and distributed battery energy storage system for peak load demand support of radial distribution networks
CN104135013A (en) Wind-power-integration-responded electrical power system reactive voltage hierarchical control method
Zhang et al. Photovoltaic voltage regulation through distributed power compensation considering communication delay
Eissa et al. A novel approach for optimum allocation of Flexible AC Transmission Systems using Harmony Search technique
CN110829440B (en) Three-phase medium-low voltage integrated power distribution network voltage control method and system

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