KR20010106939A - Method of a Substation Plan - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배전계통의 투융자 계획 수립시 가장 근간이 되는 부하예측에 대한 정확성을 제고 시키기 위하여 전력수요와 경제지표 그리고 인구구성과 같은 사회적요인과 소 관리구별 부하특성을 파악하기 위한 토지용도 판정기법을 적용하여 보다 효과적이고 신뢰도가 높은 부하예측 방법을 제공한다. 예컨대, 종래의 경제지표를 이용한 부하예측 방식에서 문제점으로 제시되고 있는 예측 적용 대상지역을 소 관리구까지 확대하여 적용할 수 있도록 개선하였다. 즉, 우선 경제지표 및 전력수요의 집계가 가능한 각 지역별 부하를 거시적으로 예측한 후 미시적으로 관리구별 부하특성을 고려하여 거시적으로 예측한 값을 배분 함으로서 관리구별 부하예측시 예측오차를 줄이는 특징을 가지고 있다.In order to improve the accuracy of load forecasting, which is the most fundamental factor in the planning of the distribution system's loan financing system, the present invention uses a land-use determination technique to grasp the load characteristics by social factors such as power demand, economic indicators, and population composition and small management divisions. It is applied to provide more effective and reliable load prediction method. For example, it has been improved so that it is possible to extend the target area to be applied to the forecast area, which has been suggested as a problem in the conventional load forecasting method using economic indicators. In other words, first, the regional forecasting of economic indicators and electric power demand can be predicted macroscopically, and then the microscopic distribution of macroscopic forecasts is considered in consideration of the load characteristics of each management section. have.
또한, 종래의 배전용 변전소의 이용률 산출근거의 미비에 따른 문제점을 개선하여 보다 합리적인 목표 이용률을 제시함으로써 변전소의 신,증설시 최적의 변전소 계획 수립이 가능하고 과거의 경제지표와 전력수요와의 상관관계를 통하여 소관리구까지 미래의 전력수요를 산출하여 변전소 뱅크별 이용률을 산출함으로써 변전소 계획수립의 신뢰성 제고를 이룬 것을 특징으로 하고 있다.In addition, it is possible to establish the optimal substation plan for new and expansion of substations by improving the problems caused by the lack of utilization rate calculation basis of conventional distribution substations, and to correlate with the past economic indicators and power demand. Through the relationship, the future power demand to the sub-management zone is calculated, and the utilization rate of each substation bank is calculated to improve the reliability of substation planning.
Description
본 발명은 전력회사에서 중장기 배전계획 수립시 가장 최적의 투자계획을 위해 필요한 각 지역별, 용도별, 관리구별 부하밀도를 경제 및 인구 그리고 도시계획 지표를 이용하여 정확히 예측하는 한편, 예측된 관리구별 부하밀도를 근거로 하여 상정사고를 고려한 배전용 변전소의 신,증설을 계획하는 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.The present invention accurately predicts the load density of each region, use, and management district required for the most optimal investment plan when establishing a long-term power distribution plan in the electric power company by using the economic, population, and urban planning indicators, The purpose is to provide a method for planning the expansion and expansion of substations for distribution considering the accident.
세계적으로 에너지 수요가 증가하는 추세에서 세계 각국에서는 에너지 수급 경향이 가장 큰 관심사로 대두되고 있다. 그 이유는 미래에 경제성장을 지속시키기 위해서는 필요한 에너지 수요에 대한 예측이 국가의 에너지 수급계획을 세우는데 매우 중요하기 때문이다. 전반적으로 볼 때 에너지 소비규모는 경제규모(GDP,GNP 등)에 비례하는 특성으로 나타나는 바, 통상 경제지표를 이용한 장기전력 수요예측이 행해지고 있는 실정이다,As energy demand increases globally, energy supply and demand is the biggest concern in the world. The reason for this is that the forecast of energy demand needed to sustain economic growth in the future is very important for the country's energy supply and demand plan. Overall, energy consumption scales in proportion to economic scales (GDP, GNP, etc.), and thus, long-term electricity demand forecasting is usually made using economic indicators.
일반적으로 배전계통에서의 부하예측은 부하성장에 대한 위치를 예측하는 것이 부하성장에 대한 양을 예측하는 것보다 중요하다고 볼 수 있다. 예컨대, 부하예측시 부하성장 양은 부정확하게 예측되었을지라도 부하성장 위치가 정확하게 예측된다면 배전설비의 구매시기를 조정하여 문제점을 시정할 수 있으나, 부하성장위치가 잘못 예측된다면 미리 계획한 배전설비용 부지가 무용하게 될 수 있기 때문이다. 결국, 배전계통에서의 부하예측은 부하의 크기보다 위치가 더 중요하다는 것을 알 수 있으며, 따라서 지역을 세분한 지역별 부하예측에 대한 연구가 활발히 전개되고 있다.In general, load prediction in the distribution system is more important than predicting the amount of load growth. For example, even if the load growth amount is incorrectly predicted, if the load growth position is accurately predicted, the problem can be corrected by adjusting the purchase timing of the distribution equipment. It can be useless. As a result, the load prediction in the distribution system can be seen that the position is more important than the size of the load, and therefore, studies on the load prediction by region have been actively conducted.
한편, 지역을 세분화 한 부하예측을 수행하기 위해서는 예측 대상지역을 정확하게 지적화해야 하기 때문에 대상지역의 지적도를 일정구간으로 구분 시키는 작업이 필요하다. (이때 구분된 지역을 블록 또는 셀 이라 부르는데 우리나라와 일본의 경우는 이를 "관리구"로 호칭하여 사용하고 있다.)On the other hand, in order to perform subdivided load forecasting, it is necessary to accurately pinpoint the predicted target area, so it is necessary to divide the cadastral map of the target area into a certain section. (At this time, the divided areas are called blocks or cells. In Korea and Japan, they are called "management zones.")
종래의 부하예측 기술에서 전자계산기를 최초로 이용한 때는 1950년대 말이며 초기 예측방법에서는 불규칙한 블록 구성으로 과거 부하성장의 경향을 연장하여 외삽(Extrapolation)에 의한 다중회기분석법을 주로 사용하였다. 그 이후 미국을 중심으로 토지이용법(Land Use Method)을 도입하기 시작한 이래 전자계산기의 데이터 처리속도, 해석방법 및 데이터 관리 등이 강화됨에 따라 예측기술과 정확도가 급속히 개선되어 왔다.In the conventional load prediction technique, the first use of an electronic calculator was in the late 1950s. In the early prediction method, multiple regression analysis using extrapolation was mainly used to extend the trend of past load growth with irregular block configuration. Since then, the Land Use Method has been introduced in the United States, and the prediction technology and accuracy have been rapidly improved as the data processing speed, analysis method, and data management of electronic calculators have been strengthened.
하지만, 토지이용법을 이용한 부하예측 기술은 각 지역별 부하특성을 분석하는 데에는 뛰어난 성능을 가지고 있으나 부하의 종별 성장특성을 따로 예측해야 하는 문제점을 안고 있었다. 이를 위해 최근에는 일본을 중심으로 경제지표를 고려한 지역별 부하예측 기술이 많이 시도되고 있는데 이 기술은 부하의 종별 성장특성을 경제성장 지표와 관련하여 각 지역별로 장기 전력수요를 예측하는 기술로서 각 지역의 특성을 전력수요와 경제지표 그리고 인구구성과 같은 사회적 요인들과의 상관관계를 통해 분석하여 부하를 예측하는 것이다. 그러나 각 지역별로 전력수요 및 경제성장 지표 등을 분석해야 하기 때문에 현실적으로 소단위 지역까지 적용하기 어려운 단점이 있었다. 또한, 종래에는 변전소 계획시 소단위 지역인 관리구별 부하증가 특성이 세밀히 반영되지 않은 상태로 변전소 신,증설을 수립함으로 인해 변전소 위치 및 용량 산정시 정확도와 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다.However, the load prediction technique using the land use method has an excellent performance in analyzing the load characteristics of each region, but has a problem of separately predicting the growth characteristics of the loads. To this end, many regional load forecasting technologies have been tried in consideration of economic indicators, especially in Japan. This technology predicts long-term power demand for each region in relation to economic growth indicators. The characteristics are predicted by analyzing the correlations between social demands such as electricity demand, economic indicators and population composition. However, it is difficult to apply even sub-units in reality because power demand and economic growth indicators must be analyzed in each region. In addition, in the conventional substation plan, the load increase characteristics of each subdivision area, which are subunits, are not accurately reflected, thereby establishing a substation new and expanded, and thus, the accuracy and reliability of the substation location and capacity are poor.
본 발명은 상기와 같은 종래의 부하예측 방법이 갖고 있던 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 경제지표 및 전력수요의 집계가 가능한 각 지역별 부하를 거시적으로 예측한 후 미시적으로 관리구별 부하특성을 고려하여 거시적으로 예측한 값을 배분함으로써 소관리구의 부하예측 오차를 줄이는 기술과, 이와 같이 산출된 소 관리구별 부하밀도를 이용하여 변전소 뱅크 구성 형태별로 변전소의 1뱅크 사고 시에도 변전소가 상실되지 않는 합리적인 목표 이용률을 제시함으로써 변전소 신,증설시 최적의 변전소 계획 수립이 가능하게 하는 것을 그 특징으로 한다.The present invention was derived in order to solve the problems of the conventional load prediction method as described above, and after the macroscopic prediction of the load for each region where economic indicators and power demand can be aggregated, The rational target that the substation is not lost in the case of 1 bank accident of substation by substation bank configuration type by using the technology to reduce the load forecasting error of the small management district by allocating macroscopically predicted values By presenting the utilization rate, it is characterized in that it is possible to establish an optimal substation plan for the expansion and expansion of substations.
도 1은 지역별,용도별 부하예측 방법을 설명하는 흐름도1 is a flow chart illustrating a load prediction method by region and usage.
도 2는 각 관리구별 중장기 부하예측 방법을 설명하는 흐름도2 is a flowchart illustrating a medium and long term load prediction method for each management section.
도 3은 변전소 신,증설계획 수립 방법을 설명하는 흐름도3 is a flow chart illustrating a method for establishing a substation new and expansion plan
도 4a는 변전소의 뱅크구성에 따른 목표 이용률(60MVA ×3 뱅크)을 나타낸 예시도4A is an exemplary diagram showing a target utilization rate (60 MVA x 3 banks) according to the bank configuration of a substation
도 4b는 변전소의 뱅크구성에 따른 목표 이용률(60MVA ×2 뱅크)을 나타낸 예시도4B is an exemplary diagram showing a target utilization rate (60 MVA x 2 banks) according to the bank configuration of a substation.
도 4c는 변전소의 뱅크구성에 따른 목표 이용률(60MVA ×1+ 40MVA ×1 뱅크)을 나타낸 예시도4C is an exemplary diagram showing a target utilization rate (60 MVA × 1 + 40 MVA × 1 bank) according to the bank configuration of the substation
도 4d는 변전소의 뱅크구성에 따른 목표 이용률(60MVA ×1+40MVA ×2 뱅크)을 나타낸 예시도4D is an exemplary diagram showing a target utilization rate (60 MVA x 1 + 400 MVA x 2 banks) according to the bank configuration of the substation.
도 4e는 변전소의 뱅크구성에 따른 목표 이용률(60MVA ×2+40MVA×1 뱅크)을 나타낸 예시도4E is an exemplary diagram showing a target utilization rate (60 MVA x 2 + 400 MVA x 1 bank) according to the bank configuration of the substation
본 발명에 있어서 관리구별 부하예측을 고려한 배전용 변전소 신,증설계획방법은 전력이 판매되는 지역 및 공급되는 용도에 따라 부하를 예측하는 지역별,용도별 부하예측 단계와; 상기 지역별, 용도별 부하예측 결과를 토대로 다시 각 지역별로 세분된 관리구의 부하를 예측하는 관리구별 부하밀도예측 단계와; 상기 관리구별 부하밀도예측 결과를 토대로 변전소의 각 뱅크별 이용률을 산출하여 향후 변전소의 신,증설을 검토하는 변전소 신,증설계획 수립 단계로 이루어진다.In the present invention, the distribution substation new, expansion planning method considering the load prediction for each management section, the load prediction step for each region, the purpose of predicting the load according to the region where the power is sold and the purpose of supply; A load density prediction step for each management zone for predicting the load of the management zone subdivided into regions again based on the load prediction results for each region and use; Based on the load density prediction result of each management section, the utilization rate for each bank of the substation is calculated and the substation new and expansion plan establishment step for reviewing the new substation and the extension is made.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 부하예측 방법과 이에 따른 변전소 신,증설계획 방법에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the load prediction method and the substation new, expansion planning method according to the present invention.
도 1의 흐름도에서 보는 바와 같이, 예컨대, 대도시인 서울시를 대상으로 할 경우에, 먼저 전력회사(한전)의 공급구역(지점)별로 지역을 분류하는 작업이 선행되어진다(S11). 이어서 각 공급구역(지점)별로 10년 동안의 각 년도별 경제지표(GDP) 및 인구, 그리고 공급용도별 전력수요 데이터가 분석된다(S12). 여기서, 앞서 분석된 데이터를 토대로 하여 년간 용도별 판매전력량과 년간 GDP내의 여러 계수 중 강한 상관관계를 갖는 항목을 최소자승법(Least Square Method)을 이용하여, 해당지역의 인구 수를 감안한 1인당 용도별 판매전력량과 1인당 관련GDP 계수의 관계식을 설정하고 용도별 상관관계를 도출한다(S13).As shown in the flowchart of FIG. 1, for example, when targeting Seoul, which is a large city, a process of classifying regions by supply zones (branches) of a power company (KEPCO) is first performed (S11). Subsequently, each year's economic data (GDP), population, and supply demand data for each year are analyzed for 10 years (S12). Here, based on the data analyzed above, items with strong correlation among annual power sales and various coefficients in annual GDP are calculated using the Least Square Method. The relationship between the GDP per capita and the relevant GDP coefficient is set and a correlation is derived for each use (S13).
한편, 상기 용도별 상관관계로부터 산출된 결과와(S13) 국가의 경제부처에서 제공되는 향후 경제지표(GDP) 시나리오(A)에 의하여 해당지역의1인당 용도별 최대 부하예측값이 산출되고(S14), 또한 상기 산출된 1인당 공급용도별 최대 부하예측값(S14)은 인구예측 시나리오(B)에 대응하여 용도별 최대 부하예측값을 도출한다(S15). 다음 단계에서는 현재까지 부하예측이 실시된 지역수와 전체지역수를 비교하여 판단하고(S16), 여기서 전체지역수에 미치지 못할 경우에는 다시 루프(loop)를 돌아 다음 대상지역으로 부하예측 과정을 반복하게 되며, 전체지역수에 상응될 때 비로소 최종적인 각 지역별,용도별 부하예측 값을 산출하게 된다.(S17)On the other hand, the maximum load prediction value for each use per person of the region is calculated according to the result calculated from the use-specific correlation (S13) and the future economic indicator (GDP) scenario (A) provided by the Ministry of Economic Affairs of the country (S14). The calculated maximum load prediction value per supply use per person S14 derives the maximum load prediction value for each use corresponding to the population prediction scenario B (S15). In the next step, it is judged by comparing the total number of regions and the number of regions where load prediction has been carried out so far (S16), and if it does not reach the total number of regions, it returns to the loop and repeats the load prediction process to the next target region When it corresponds to the total number of regions, the final load prediction value for each region and usage is calculated. (S17)
다음으로, 2단계에서는 제 2도에서 보는 바와 같이 먼저 서울시 전역을 관리구별로 분류(S21)하는 작업이 선행되어진다. 여기서 "관리구"란 한국전력 각 공급구역(지점)별로 사용하고 있는 좌표로서, 대상지역을 정확히 지적화 하여 지적도를 일정구간으로 구분한 지역 혹은 블록을 말하며 크게 대관리구(2km x 2km)와 소관리구(500m x 500m)로 구분된다. 보통, 관리구는 배전계통의 설비 즉, 배전선로 및 변전소의 위치 등을 지리적으로 파악하여 효율적인 배전계획 수립 및 설비 유지보수등에 활용되고 있다.Next, in step 2, as shown in FIG. 2, the first step of classifying the entire Seoul by management district (S21) is preceded. “Management zone” is the coordinate used by each KEPCO supply area (point), and it refers to the area or block that has divided the cadastral map into a certain section by pinpointing the target area and is largely related to the large management zone (2km x 2km). It is divided into ligu (500m x 500m). Usually, the management zone is used to establish the distribution system, that is, the location of distribution lines and substations, etc. geographically and to use them for efficient distribution planning and facility maintenance.
한편, 예측대상 전역이 관리구별로 분류되어지면(S21) 대상지역의 항공사진을 토대로 예컨대 주택용, 공공용, 산업용, 농업용 등의 전력이 공급되어지는 용도별로 각 관리구별 토지용도를 판정하고, 이어서 용도별 토지면적을 산출한다(S22). 이때, 판정된 토지용도 데이터는 컴퓨터 워크시트를 통하여 데이터베이스화 되어진다. 또한, 전 단계에서 수행된 각 지역별,용도별 부하예측 결과(S17)를 반영하여 각 지점별 용도별 부하량을 각 용도별 전체면적값으로 나누어 용도별 부하밀도를 산출한다(S23). 이어서 각 지역별,용도별 부하밀도로부터 각 지역별 관리구별 토지면적을 곱하여 관리구별 부하밀도를 예측하고 여기에 주택재개발, 아파트재건축, 상하수도사업 등과 같은 도시계획이 반영된 도시계획 시나리오(C)에 따른 부하가 추가되면 최종적인 관리구별 부하밀도가 산출된다(S24). 다음으로, 현재까지 부하밀도 예측이 실시된 관리구 수와 전체관리구 수를 비교하여 판단하고(S25), 여기서 전체 관리구수에 미치지 못할 경우에는 다시 루프(loop)를 돌아 다음에 해당되는 관리구로 부하밀도 예측 과정을 반복하게 되며, 해당 작업의 관리구 수가 전체관리구 수에 상응될 때 비로소 연산작업이 종료되어 최종적인 각 관리구별 부하밀도예측 값을 산출하게 된다(S26).On the other hand, if the entire area to be predicted is classified by management zone (S21), land use of each management zone is determined for each purpose of supplying electric power such as residential, public, industrial, agricultural, etc. The land area is calculated (S22). At this time, the determined land use data is databased through a computer worksheet. In addition, the load density by use is calculated by dividing the load by use by each point by the total area value by use by reflecting the load prediction result by region and use (S17) performed in the previous step (S23). Subsequently, multiply the land area for each management zone by multiplying the load density for each region and use to predict the load density for each management zone, and the load according to the urban planning scenario (C) reflecting urban planning such as housing redevelopment, apartment reconstruction, and water and sewage projects. If the final management section load density is calculated (S24). Next, it is determined by comparing the number of management zones to which the load density prediction has been carried out so far and the total management zones (S25). If the total management zones do not reach this point, the loop is returned to the next control zone. The load density prediction process is repeated, and when the number of management zones of the corresponding work corresponds to the total number of management zones, the calculation is finished to calculate the final load density prediction value for each management zone (S26).
한편, 배전용 변전소의 신,증설계획은 관리구별로 예측된 부하를 현 단계의 설비수준으로 공급하는 경우에 변전소의 각 뱅크별 가동상황(이용률)을 산출하여 검토하는 방법을 제공한다. 여기서 "뱅크"란 변전소의 단위 공급용량을 의미하는것으로 일반적으로 각 변전소마다 2~4개의 뱅크가 있고 각 뱅크내에는 여러 개의 회선이 연결되어 있어 이를 통하여 수용가에 전력을 공급한다. 검토방법은 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 앞서 수행된 각 관리구별 부하밀도(S26)를 토대로 현재 배전용 변전소의 적정공급구역의 범위를 관리구별로 설정하고(S31), 이어서, 변전소별로 적정 공급구역 범위에 있는 관리구별 부하밀도를 각 년도별로 산출하고 각 변전소의 뱅크용량을 검토하여 마지막으로 각 변전소의 뱅크구성별 이용률을 연도별로 산출한다(S32).On the other hand, new and expansion plans for distribution substations provide a way to calculate and review the operational status (utilization rates) of each bank of a substation when supplying loads predicted by management zones at the current level. Here, "bank" means the unit supply capacity of the substation. Generally, there are 2 to 4 banks in each substation, and several circuits are connected in each bank to supply power to customers. First, as shown in FIG. 3, first, the range of the proper supply zone of the current distribution substation is set for each management zone based on the load density (S26) for each management zone previously performed as shown in FIG. 3 (S31). The load density for each management zone in the supply zone range is calculated for each year, and the bank capacity of each substation is examined, and finally, the utilization rate for each bank configuration of each substation is calculated for each year (S32).
여기서, 인용되는 식(*)은 다음과 같다.Here, the formula (*) cited is as follows.
해당관리구의 최대부하Maximum load of the control area
이용률 = --------------------------- -------------- (*)Utilization = --------------------------- -------------- (*)
변전소 뱅크용량Substation Bank Capacity
후속 단계로, 비상시 사고를 고려한 변전소 뱅크구성을 목표로 뱅크 구성별 상시 목표 이용률이 다음에 예시한 경우와 같이 산출된다.In a subsequent step, the constant target utilization rate for each bank configuration is calculated as shown in the following example, targeting the substation bank configuration in consideration of an emergency accident.
{Case1} 60MVA×3 뱅크{Case1} 60MVA × 3 banks
; 이용률 80% 초과 변전소(도 4a 참조); Utilization Substations> 80% (see Figure 4A)
{Case2} 60MVA×2 뱅크{Case2} 60MVA × 2 bank
; 이용률 75% 초과 변전소(도 4b 참조); Utilization substation with more than 75% utilization (see Figure 4b)
{Case3} 60MVA×1+40MVA×1 뱅크{Case3} 60MVA × 1 + 40MVA × 1 bank
; 이용률 65% 초과 변전소(도 4c 참조); Utilization substation exceeding 65% (see Figure 4c)
{Case4} 60MVA ×1+40MVA ×2 뱅크{Case4} 60MVA × 1 + 40MVA × 2 Bank
; 이용률 79.3% 초과 변전소(도 4d 참조); Utilization substation with more than 73.3% (see Fig. 4D)
{Case5} 60MVA ×2+40MVA×1 뱅크{Case5} 60MVA × 2 + 40MVA × 1 bank
; 이용률 80% 초과 변전소(도 4e 참조); Substation with 80% utilization (see FIG. 4E)
일반적으로 배전용 변전소의 뱅크구성은 3 x 60MVA의 3뱅크로 구성하는 것이 바람직하며, 3뱅크 구성시는 상시 목표 이용률을 80%, 사고시 목표 이용률을 120%로 운영하면 된다. 먼저, 표준용량(60MVA)을 감안할 때, 도 4a에 도시된 바와 같이 60MVA의 용량의 3뱅크로 구성되어 있는 경우에는 정상시 모든뱅크의 이용률을 80%로 운전하게 되면 각 뱅크마다 48MVA의 부하가 걸려있게 된다. 여기서 비상시, 즉 1뱅크 사고시 다른 두 뱅크로 부하가 각각 절체(전환)되어 뱅크 2와 뱅크 3에는 표준용량의 120%인 72MVA의 과도한 부하가 걸리게 된다. 그러나 나머지 건전한 두 뱅크가 보통 뱅크의 최대 이용률(120~125%) 이하로 각각 부하를 분담하기 때문에 사고시에도 변전소 운용에 문제가 발생되지 않으므로 수용가에 정전 발생 없이 공급신뢰도를 유지할 수 있다.In general, the bank configuration of the distribution substation is preferably composed of 3 banks of 3 x 60 MVA, and in the case of the three bank configuration, the target utilization rate is always 80% and the target utilization rate in case of an accident is 120%. First, in consideration of the standard capacity (60MVA), as shown in Figure 4a, when composed of three banks of capacity of 60MVA, when the utilization of all banks in normal operation at 80%, the load of 48MVA for each bank Will be hung. Here, in the event of an emergency, that is, in the case of a one-bank accident, the load is transferred to the other two banks, respectively, and banks 2 and 3 are subjected to an excessive load of 72 MVA, which is 120% of the standard capacity. However, the remaining two healthy banks usually share their loads below the maximum utilization (120-125%) of the banks, so there is no problem in substation operation during an accident, so supply reliability can be maintained without customer outages.
도 4b는 표준용량(60MVA)의 2뱅크로 구성된 경우인데, 정상시 모든뱅크의 이용률을 75%로 운전하게 되면 1뱅크 사고시 나머지 1뱅크가 이용률 125%로 부하를 분담하며, 이와 같은 경우 15MVA 정도의 부하가 남게 되는데, 이 잔존부하는 배전선의 회선에서 약간의 과부하로 운전이 가능하기 때문에 변전소 운용에 문제가 없다. 따라서 이와 같은 변전소 뱅크 구성형태에서의 가동목표 이용률은 75%로 설정이 가능하다.Figure 4b is a case consisting of two banks of the standard capacity (60MVA), if the normal use of all the banks to operate at 75% in the case of one bank accident, the remaining one bank shares the load with 125% utilization, in this case about 15MVA There is no load on the substation, and this residual load can be operated with slight overload on the distribution line, so there is no problem in the operation of the substation. Therefore, the operation target utilization rate in such a substation bank configuration can be set to 75%.
한편, 이(異)용량 변전소에 대한 뱅크 구성의 형태는 공급신뢰도면에서 앞서 검토된 동(同)용량의 변전소의 뱅크구성형태와는 다르게 검토된다.On the other hand, the form of the bank configuration for the two-capacity substation is examined differently from the form of the bank configuration of the same-capacity substation previously examined in terms of supply reliability.
먼저, 도 4c에 도시된 바와 같이 표준용량(60MVA) 1뱅크와 40MVA의 1뱅크로 구성된 이(異)용량 변전소의 경우인데, 정상시 모든뱅크의 이용률을 75%로 운전하게 되면 비상시, 즉 1뱅크 사고시에는 나머지 1뱅크가 이용률 125%로 부하를 분담하게 되며 이 경우 25MVA정도의 부하가 남게 되는데, 이같은 잔존부하중 15MVA는 배전선으로 전환이 가능하지만 나머지 10MVA는 전환이 불가능하므로 상시 부하를 10MVA낮게 운전하는 것이 필요하기 때문에 변전소의 상시 부하는 65MVA로 운전하게 된다. 따라서 이와 같은 변전소 뱅크 구성 형태에서의 가동목표 이용률은 65%로 설정이 가능하다.First, as shown in FIG. 4C, the case of a two-capacity substation consisting of one bank of standard capacity (60 MVA) and one bank of 40 MVA, and when operating the utilization rate of all banks at a normal state of 75%, that is, 1 In the event of a bank accident, the remaining 1 bank will share the load with 125% utilization, in which case a load of about 25MVA will remain.In this case, the remaining load of 15MVA can be switched to the distribution line, but the remaining 10MVA cannot be switched, so the constant load is lowered by 10MVA. Since it is necessary to drive, the substation's constant load is driven at 65 MVA. Therefore, the operation target utilization rate in such a substation bank configuration can be set to 65%.
도 4d는 표준용량(60MVA) 1뱅크와 40MVA의 2뱅크로 구성된 이(異)용량 변전소의 경우인데, 정상시 모든 뱅크의 이용률을 80%로 운전하게 되면 1뱅크 사고시에도 나머지 1뱅크가 이용률 120%로 부하를 분담하며 이와 같은 경우 16MVA 정도의 부하가 남게 된다. 여기서, 잔존하는 부하중 15MVA는 배전선로로 전환이 가능하지만 나머지 1MVA는 전환이 불가능 하므로 상시 부하를 1MVA 낮게 운전하는 것이 필요 하기 때문에 이와 같은 변전소의 상시 부하는 111MVA로 운전하게 된다. 따라서 이와 같은 변전소 뱅크 구성형태에서의 가동 목표 이용률은 79.3%로 설정이 가능하다.4d shows a case of a two-capacity substation consisting of one bank of standard capacity (60 MVA) and two banks of 40 MVA. When the utilization rate of all banks is operated at 80% under normal conditions, the remaining one bank is used at the time of one bank accident. The load is divided by%, and in this case, about 16 MVA load is left. Here, 15MVA of the remaining load can be switched to the distribution line, but the remaining 1MVA is impossible to switch, so it is necessary to operate the load lower 1MVA at all times, such a constant load of the substation is driven to 111MVA. Therefore, the operation target utilization rate in such a substation bank configuration can be set to 79.3%.
도 4e는 60MVA용량의 2뱅크와 40MVA의 1뱅크로 이(異)용량 변전소로 구성된 경우이다. 도시한 바와 같이 정상시 모든 뱅크의 이용률을 80%로 운전하게 되면 비상시에는 나머지 1뱅크가 이용률 120%로 부하를 분담하게 되며, 이와 같은 경우 8MVA 정도의 부하가 남게 되는데 이와 같은 잔존부하는 배전선의 회선에서 마찬가지로, 약간의 과부하로 운전이 가능하기 때문에 변전소 운용상의 문제는 발생되지 않는다. 따라서 이와 같은 변전소 뱅크 구성 형태에서의 가동 목표 이용률은 80%로 설정이 가능하다.Figure 4e is a case consisting of a two-capacity substation with two banks of 60MVA capacity and one bank of 40MVA. As shown in the figure, if the utilization rate of all banks is operated at 80% in normal state, the remaining 1 bank will share the load with 120% utilization in case of emergency, and in this case, the load of about 8MVA will remain. Similarly on the line, there is no problem in substation operation because it can be operated with a slight overload. Therefore, the operation target utilization rate in such a substation bank configuration can be set to 80%.
상기와 같이 뱅크구성 형태별 목표 이용률(도 4a~e)이 산출 되어지면(S32) 그 다음 단계로, 앞서 산정된 뱅크구성별 상시 목표 이용률(S32)을 기반으로 가동목표율을 초과하는 변전소에 대한 변전소의 신,증설은 다음과 같은 우선순위에 의해 계획되어진다(S33).When the target utilization rate (Fig. 4a to e) for each bank configuration type is calculated as described above (S32), the next step, the substation for the substation for exceeding the operation target rate based on the previously calculated target target utilization rate (S32) The expansion and expansion of is planned according to the following priority (S33).
⑴ 주변 경부하 변전소로 부하 절체(전환)부하 Load transfer (transition) to the surrounding light load substation
⑵ 변전소 뱅크의 증설증 Expansion of substation bank
⑶ 변전소의 신설신 New substation
한편, 뱅크 구성방안에 따른 신,증설이 요망되는 변전소는 다음과 같이 고려된다.On the other hand, substations that require new or expanded banks are considered as follows.
동용량 2뱅크 : 이용률 75% 초과 변전소Capacity 2 Bank: Substation with over 75% utilization
동용량 3뱅크 : 이용률 80% 초과 변전소3 banks of same capacity: Substation with over 80% utilization
2 60MVA + 1 40MVA : 이용률 80% 초과 변전소2 60MVA + 1 40MVA: Substation with over 80% utilization
1 60MVA + 1 40MVA : 이용률 65% 초과 변전소(65MVA 초과)1 60MVA + 1 40MVA: Substation with over 65% utilization (over 65MVA)
1 60MVA + 2 40MVA : 이용률이 79.3% 초과 변전소(111MVA 초과)1 60MVA + 2 40MVA: Substation with utilization above 79.3% (more than 111MVA)
상기 변전소 신,증설의 우선순위 산정단계(S33)가 완료되면 다음으로 현재까지 작업이 진행된 변전소 수와 전체 변전소 수를 판단하고(S34), 여기서 전체 변전소수에 미치지 못할 경우에는 다시 루프(loop)를 돌아 다음에 해당되는 변전소로 앞서 수행한 과정을 반복하게 되며, 해당 작업의 변전소 수가 전체변전소 수에 상응될 때 비로소 연산작업이 종료되어 최종적인 각 변전소별 신,증설계획이 수립된다(S35).After the step of calculating the priority of the new substation extension (S33) is completed, the next step is to determine the number of substations and the total substations that have been in operation up to now (S34), and if it does not reach the total number of substations, loop again. The next step is to repeat the previous process to the corresponding substation, and when the number of substations of the work corresponds to the total number of substations, the calculation work is completed and the final new and expansion plan for each substation is established (S35). .
이상에서 본 바와 같이 본 발명은 배전계통 계획의 가장 근본이 되는 부하예측의 정확도를 제고시킴으로서 전력회사에서 변전소 계획을 포함한 배전설비 투융자 수립시 최적화된 계획을 수립할 수 있다. 즉, 각 지역별, 관리구별로 예측부하의 정확성 향상을 통해 다음과 같이 보다 정확하고 합리적인 전력설비의 투자계획이 가능하다.As described above, the present invention improves the accuracy of load prediction, which is the most fundamental of the distribution system plan, thereby establishing an optimized plan at the time of establishing a distribution facility investment loan including a substation plan in a power company. In other words, by improving the accuracy of the forecast load in each region and management zone, it is possible to invest in more accurate and reasonable power facilities as follows.
첫째, 지역별 관리구별로 정확한 부하밀도를 산출함으로서 전력회사에서 전력설비 투자계획 수립시 최적의 배전설비를 계획할 수 있어 불필요한 낭비에 의한 손실을 절감하여 투자비를 절감할 수 있다.First, by calculating the accurate load density by regional management zones, the power company can plan the optimal power distribution facilities when establishing a power facility investment plan, thereby reducing the cost of unnecessary waste and reducing the investment cost.
둘째, 부하예측의 정확도 향상으로 인해 배전계통을 최적상태로 유지, 관리하여 배전분야의 경영수지 개선에 기여할 수 있다.Second, due to the improved accuracy of load prediction, it is possible to contribute to the improvement of management balance in the distribution field by maintaining and managing the distribution system in an optimal state.
셋째, 예측된 각 관리구별 부하밀도로부터 변전소 적정 공급구역 범위를 설정하고 각 변전소 뱅크 구성형태에 따라 상정사고를 고려한 변전소 목표 이용률을 산출하여 변전소의 신 증설을 계획함으로써 보다 신뢰성이 높은 변전소 계획이 수립된다.Third, a more reliable substation plan is established by setting the substation proper supply zone range from the estimated load density of each management zone, and calculating the substation target utilization rate considering the assumed accident according to each substation bank configuration type. do.
넷째, 부하예측의 정확도 향상으로 인해 급증하는 전력수요에 대한 공급설비확충방향을 정확히 설정할 수 있어 그에 따른 설비운용의 효율성과 경제성을 제고시켜 경제적 투자를 유도할 수 있다.Fourth, it is possible to accurately set the direction of supply facility expansion for the rapidly increasing power demand due to the improved accuracy of load forecasting, thereby inducing economic investment by improving the efficiency and economic efficiency of facility operation.
다섯째, 배전계획자가 경제지표와 인구 도시계획의 변동에 따라 시나리오를 설정하고 각 시나리오별로 지역별 관리구별 부하예측이 가능하다.Fifth, distribution planners can set up scenarios according to changes in economic indicators and urban planning, and can predict loads by management zones for each scenario.
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