KR20030037499A - 전력계통상태감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력계통감시 기술분야에 속한 것으로, 전력계통 상태를 상시 검출하고 평가하면서 이상상태이면 계통상태 자료를 자동적으로 저장하고 저장자료를 재생 및 분석할 수 있는 전력계통의 상태 감시장치(Power System Dynamics Monitor)에 관한 것이다.

전력계통 상태(또는 동태)는 전력품질, 안정도, 신뢰도를 보장하면서 전력계통을 최적으로 운전하고 계통운용계획을 효과적으로 수립하게 하는 기본적인 정보라는 점에서 상시 감시할 필요가 있으며, 특히 전력부하와 발전설비의 대용량화에 따라 심각하게 대두되는 전력 동요(Swing)와 같은 장주기외란(Long-term Disturbance)의 발생 우려가 있는 전력계통에서는 더욱 그러하다.

본 발명의 전력계통상태감시장치는 전력계통의 순시 전압ㆍ전류의 검출 및 전력계통 운용에 유용한 지표가 되는 전력, 무효전력, 전압, 주파수를 요소로 하는 전력계통운용함수를 측정하고, 전력계통 설비의 동작상태를 측정하여 얻어지는 정보를 바탕으로 전력계통의 상태를 감시하고 평가하기 위한 장치로서, 전력계통고장기록 및 전력계통운용함수기록 기능을 갖는 것을 특징으로 한다.

종래의 유사기술로서 순간적으로 진전되는 전력계통의 이상상태에 대한 전력계통 고장기록장치, 비교적 느리게 진전되는 전력계통의 이상상태에 대한 전력계통 운용함수기록장치 등이 있으나, 본 발명의 장치는 고장기록기능과 운용함수기록 기능을 모두 가지며 또한 전력계통상태를 분석, 표시할 수 있다는 점에서 다르다.

본 발명의 하드웨어시스템은 아날로그/디지털 신호변환회로, 디지털신호 입ㆍ출력회로, 디지털신호처리프로세서, MMI(Man-Machine Interface) 회로, MMI 프로세서 및 주변장치를 포함하여 구성되며; 소프트웨어시스템은 신호취득, 측정, 기동, 분석, 신호 입ㆍ출력, 신호처리시스템프로그램, MMI 프로그램, MMI 시스템프로그램 및 원격감시용 호스트 프로그램을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전력계통상태감시장치는 조류의 변화 측정, 초기 계통동요 검출, 천천히 진행되는 계통사고 검출, 과도상태 및 정상상태 안정도 모니터링, Load Sensitivity 및 System Damping 고찰, 전압 불안정 및 차단효과 측정, 발전기 및 전동기의 파라미터 측정, 전압 단속(Flicker), HVDC 전력변환계통 동태, 계통모델 수정 및 전기적 신호를 취급하는 일반 시스템의 전기적 상태감시 등의 분야에 적용되며, 발전소 및 변전소를 가지고 있는 전력사업소 및 전력수용가에 설치, 사용된다.

Description

전력계통상태감시장치 {Power System Dynamics Monitor}

본 발명의 전력계통상태감시장치(Power System Dynamics Monitor; PSDM)는 전력계통 상태를 상시 검출하고 평가하면서 이상상태이면 계통상태 자료를 자동적으로 저장하고 저장자료를 재생 및 분석하는 전력계통 감시기술분야에 속한다.

전력계통 상태(State) 또는 동태(Dynamics)라 함은 전력계통을 충실히 표현할 수 있는 최소 개수의 정보의 집합으로 정의되는 바, 전력계통모델이 정확하다면 과거와 현재의 입력자료에 의하여 전력계통을 완전히 표현할 수 있고 미래의 계통상태까지 유추할 수 있게 한다. 그러나 전력계통의 모델링 뿐만 아니라 상태변수 측정이 용이하지 않으므로, 근사한 방법의 하나로서 전력계통운용함수(전력계통 운용에 유용한 지표가 되는 함수로서 전력, 무효전력, 전압 및 주파수)를 이용하여 전력계통상태를 평가하는 것이 일반적이다.

전력계통 상태에 관한 정보는 전력품질, 안정도, 신뢰도를 보장하면서 전력계통을 최적으로 운전하고 계통운용계획을 효과적으로 수립하게 하는 기본적인 정보라는 점에서 상시 감시할 필요가 있으며, 특히 전력부하와 발전설비의 대용량화에 따라 심각하게 대두되는 전력 동요(Swing)와 같은 장주기외란(Long-term Disturbance)의 발생 우려가 있는 전력계통에서는 더욱 그러하다.

종래의 유사기술로서 순간적으로 진전되는 전력계통의 이상상태에 대한 전력계통 고장기록장치(Fault Recorder; (주)프로컴시스템, 일본 Kinkei), 비교적 느리게 진전되는 전력계통의 이상상태에 대한 전력계통운용함수기록장치(PQVF Recorder; 일본 Yashima Data Inc., (주)프로컴시스템)와 DSM(Dynamic SystemMonitor; 미국 Power Technology Inc.) 등이 있다.

상기 종래의 기술인 고장기록장치는 순간적으로 진전되는 전력계통의 이상상태에 대하여 전압, 전류의 순시치 만을 기록하는 장치이고, 상기의 전력계통운용함수기록 장치와 DSM은 각각 아날로그측정방식, 디지털측정방식으로 전력계통 운용함수만을 측정, 기록하는 용도로 사용되지만, 전압ㆍ전류의 순시치를 검출할 수 없으며 분석, 표시기능이 없다는 점을 지적할 수 있다.

상기 종래 기술에 대한 지적사항을 해소할 수 있도록, 전력계통에서 빠르게 진전되는 고장 또는 사고와 비교적 느리게 진전되는 계통이상을 하나의 유니트로 검출, 기록할 수 있으면서 계통상태를 표시 및 분석할 수 있는 전력계통상태감시장치를 개발하려는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제이다.

상기 기술적 과제를 달성함으로서 계통고장의 검출, 기록뿐만 아니라 전력동요로 대표되는 장주기 외란의 검출, 기록이 가능해지고 또한, 전력계통의 표시 및 분석이 가능해짐에 따라서 전력계통의 운용과 계획수립에 유용한 도구로 활용될 수 있는 다음과 같은 특징을 갖는 전력계통상태감시장치를 발명할 수 있다;

ㆍ전력계통의 고장기록과 운용함수기록 기능을 하나의 장치로 실현

- 전력계통의 전압ㆍ전류의 순시치 취득 및 전력계통 고장 검출ㆍ기록 기능

- 전력계통의 계통함수 연산기능 및 전력계통 이상 검출ㆍ기록 기능

- 전력계통의 설비상태의 취득ㆍ평가 기능

- 데이터 취득채널별 샘플링주파수와 기록시간의 임의설정 기능

ㆍ전력계통상태를 모니터에 다양한 모드로 실시간 표시

- 계통함수의 파형 표시모드: 순시치 파형, 실효치 파형 및 페이저 파형 선택

- 계통함수 측정치의 텍스트 표시모드

- 설비상태의 그래픽 표시 모드 및 이벤트 표시용 팝업 윈도우

ㆍ전력계통상태의 재생 및 분석기능

- 전력계통상태 재생모드: 실시간 감시에서와 동일한 표시모드로 계통상태 재연

- 전력계통상태 분석모드: 전력계통의 이벤트 및 고장원인 고찰을 위한 순시치 주파수 스펙트럼 분석 및 전력계통 안정도, 전력 여유도 등의 평가를 위한 계통운용함수의 주파수 스펙트럼 분석

ㆍ적용상의 유연성 실현: 설정프로그램 변경만으로 다양한 전력계통에 적용 가능

- 단일모선-2선로 계통, 2모선-2선로 계통, 단일모선-3선로 계통 등

ㆍ고정도, 동기화 데이터 취득 및 외부장치(호스트시스템)와의 연계운전

ㆍ교류, 직류 양용 전원장치

ㆍPull-down 메뉴에 의한 조작기능

ㆍ국내의 전력계통 구성 및 운영시스템의 한글화 등 국내 환경에 적합한 시스템

도 1은 본 발명의 적용 예시(例示) 전력계통도

도 2는 본 발명의 하드웨어시스템 구성도

도 3은 본 발명의 소프트웨어시스템 구성도

도 4는 본 발명의 조작 순서도

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

01 : 전력계통상태감시장치 02 : 변성기

03 : 변류기(전원측) 04 : 변류기(#1 선로측)

05 : 변류기(#2 선로측) 06 : 전원

07 : 차단기

11 : 입출력단자 12 : 전원회로

13 : 전원공급장치 14 : 디지털 신호처리(DSP)장치

15 : 신호처리장치 모선 16 : 아날로그/디지털 변환모듈

17 : 디지털신호 입력제어기 18 : 디지털신호 출력제어기

19 : 아날로그신호 입력회로 20 : 디지털신호 입력회로

21 : 디지털신호 출력회로 22 : 반도체 메모리

23 : MMI 처리장치 24 : MMI 처리장치 모선

25 : 키 제어기 26 : 표시기 구동모듈

27 : 프린터 제어기 28 : 통신 제어기

29 : 하드디스크 드라이브(HDD)

31 : 신호처리 프로세서 32 : 전원 감시모듈

33 : 아날로그신호 취득모듈 34 : 디지털신호 취득모듈

35 : 디지털신호 출력모듈 36 : 계통상태 측정모듈

37 : 설비상태 측정모듈 38 : 메모리 모듈

39 : 기동모듈 40 : MMI 프로세서

41 : 기록모듈 42 : 분석모듈

43 : 키 스캔 모듈 44 : 표시모듈

45 : 인쇄모듈 46 : 통신모듈

51 : 시스템초기화 루틴

52 : 설정조작 53 : 시스템구성 및 운용자료 설정

54 : 표시조작 55 : 표시모드 절환

56 : 분석조작 57 : 분석루틴

58 : 복사조작 59 : 설정데이터 및 운전기록 복사

60 : 인쇄조작 61 : 설정데이터 및 운전기록 인쇄

62 : 처리루틴(데이터취득, 측정, 기록, 표시, 통신, 키 스캔, 전원감시 등)

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 적용 예시 전력계통도로 단일모선-3선로계통에 적용한 예이다.

도 1에서 본 발명의 전력계통상태감시장치(한)는 단일모선-3선로계통에 적용되어 변성기(02) 및 전원측 변류기(03), #1선로측 변류기(04), #2선로측 변류기(05)로부터 각각 입력되는 전력계통의 전압 및 전류신호, 발전기 또는 변압기를 포함하여 수전단을 일괄하여 표시한 전원(06) 및 부하를 개폐시키기 위한 차단기(07)로부터 입력되는 전력설비의 동작을 나타내는 접점신호를 취득, 처리하여 전압ㆍ전류의 순시치, 전력계통 운용함수 및 파형을 측정하고 표시하며, 전력설비 상태를 감시하는 한편, 전력계통의 고장 또는 이상을 검출하면 일정기간의 전력계통상태를 기록하고 인쇄하며, 기록 데이터를 호출하여 전력계통상태를 재생하고, 고장 또는 이상 등의 전력계통상태를 분석할 수 있는 장치이다.

도 2는 본 발명의 하드웨어시스템 구성도이다.

도 2에서 입출력단자(11)는 본 발명의 장치와 외부 장치와 연결을 위한 접속기구이고; 전원회로(12)는 상기 입출력단자를 경유하여 인입되는 전원을 안전하게 단속하기 위하여 각종 차단기, 개폐기, 계전기로 구성된 전원조작회로이며; 전원공급장치(13)는 상기 전원회로를 경유하여 유입되는 전원을 변환하여 본 발명의 각 요소에 직류전원을 공급하기 위한 교류/직류변환기 및 교류/교류변환기를 포함하여 구성된 교직겸용 전력변환장치이다.

상기 입출력단자를 경유하여 본 발명의 장치에 입력되는 신호의 절연 및 조절(Signal Conditioning)은 아날로그신호 입력회로(19) 및 디지털신호 입력회로(20)에서 이루어지는 바,

상기 아날로그신호 입력회로는 전압, 전류신호를 절연 및 변환하기 위한 변성기와 변류기, 잡음 제거를 위한 필터, 신호레벨 조절을 위한 증폭회로 등을 포함하여 구성된 회로이고;

상기 디지털신호입력회로는 전압레벨로 입력되는 접점신호를 절연하기 위한 광전소자, 잡음 제거를 위한 필터, 접점신호를 로직신호로 변환하기 위한 증폭회로 등을 포함하여 구성된 회로이다.

상기 아날로그신호 입력회로 및 디지털신호 입력회로의 출력을 디지털신호처리(Digital Signal Processor; DSP) 장치(14)가 인식할 수 있는 데이터 형태인 디지털 코드 데이터로 값으로의 변환은 아날로그/디지털 변환모듈(16) 및 디지털신호 입력제어기(17)에서 이루어지는 바,

상기 아날로그/디지털 변환모듈은 아날로그신호 입력회로에서 출력되는 전 채널의 전압레벨 아날로그신호를 동시에 취득하고 디지털코드 데이터로 변환하기 위한 ADC(Analog to Digital Convertor) 반도체 소자를 포함하여 구성된 회로이고;

상기 디지털신호 입력제어기는 디지털신호 입력회로에서 출력되는 로직 신호를 디지털신호 처리장치가 읽어 갈 때까지 래치(Latch)시키기 위한 반도체소자를 포함하여 구성된 회로이다.

상기 아날로그/디지털 변환모듈 및 디지털신호 입력제어기의 출력인 디지털 코드 데이터는 신호처리장치 모선(15)을 경유하여 디지털신호처리장치(14)에서 처리되고 메모리(22)에 기록되는 바,

상기 디지털신호처리장치는 신호취득에서 출력까지의 신호처리에 관련된 각 구성요소를 관장하고, 신호의 취득, 측정, 기동 등의 소프트웨어프로그램이 장착된 신호처리 전용의 반도체 소자이며;

상기 신호처리장치 모선은 본 발명의 각 구성요소간의 명령과 데이터를 수수하기 위한 인쇄회로 기판상의 선로이며; 상기 메모리는 상기 디지털신호처리장치에 장착된 프로그램과 처리데이터를 저장하기 위한 반도체 소자이다.

상기 디지털신호처리장치에서 평가되는 계통상태가 고장 또는 이상으로 판정되면 그 상태를 디지털신호 출력제어기(18) 및 디지털 출력회로(21)를 경유하여 외부에 전달하기 위한 이벤트 신호가 발령되는 바,

상기 디지털신호 출력제어기는 신호처리장치 모선을 경유하여 전달되는 디지털 코드의 이벤트 신호를 로직신호로 변환하고 래칭하기 위한 회로이고;

상기 디지털 출력회로는 상기 디지털신호 출력제어기에서 지령되는 로직신호를 증폭하기 위한 증폭회로, 주변 또는 외부 장치에 경보 또는 조작신호를 발생시키는 접점(전압/무전압 접점) 출력을 위한 계전기 회로를 포함하여 구성된 회로이다.

상기 디지털신호처리 장치에서 처리된 계통상태정보를 사용자 및 외부장치(호스트 시스템)에 전달하거나 또는 역으로 설정치 및 외부지령을 받아들이기 위하여 MMI(Man-Machine Interface) 처리장치(23) 및 각종 단말장치 구동모듈을 포함하는 MMI 처리시스템이 구성되는 바,

상기 MMI 처리장치는 상기 신호처리장치 모선을 경유하여 상기 디지털신호처리장치와 명령 및 데이터를 상호 수수하는 한편 기록, 분석, 설정, 표시, 인쇄 등의 MMI에 관련된 구성요소를 관장하기 위한 소프트웨어프로그램이 장착된 일반적인 중앙처리장치(CPU)인 반도체 소자이며;

MMI 처리장치 모선(24)은 상기 MMI 처리장치와 MMI 단말요소 사이의 명령 및 데이터를 수수하기 위한 인쇄회로 기판의 전선로이며;

상기 MMI 단말요소로서, 키 제어기(25), 표시기 구동모듈(26), 프린터제어기(27), 통신제어기(28) 및 하드디스크 드라이브(29) 등이 MMI 처리시스템을 구성하는 바,

상기 키 제어기는 설정치를 입력하거나 수정하고, 운전조작을 시행하는 키의 구동용 드라이버이고;

상기 표시기 구동모듈은 전력계통상태 및 운전조작상태를 표시하기 위한 모니터구동용 드라이버이며;

상기 프린터제어기는 전력계통상태 및 운전조작상태를 인쇄하기 위한 프린터구동용 드라이버이며;

상기 통신제어기는 원격 감시제어장치와의 통신을 위한 통신드라이버이며;

상기 하드디스크 드라이브는 전력계통상태 및 운전조작상태를 저장하기 위한 기록매체인 하드디스크의 구동용 드라이버이다.

도 3은 본 발명의 소프트웨어시스템 구성도이다.

도 3에서 신호처리 프로세서(31)는 본 발명의 각 신호처리소프트웨어 모듈을관장하고 처리순서를 스케줄링 해주는 메인 프로그램으로 상기 도 2의 신호처리장치(14)에 장착되며; MMI 프로세서(40)는 상기 신호처리 프로세서와 데이터를 수수하면서 본 발명의 각 MMI 소프트웨어모듈을 관장하고 처리순서를 스케줄링 해주는 서브 메인 프로그램으로 상기 도 2의 MMI 처리장치(23)에 장착된다.

도 3에서 아날로그신호 취득모듈(33)은 본 발명의 장치에 입력되는 각 아날로그신호 채널의 전압, 전류 순시치를 동시 샘플링하여 디지털코드 값으로 변환하는 ADC의 구동 프로그램이고;

계통상태측정모듈(36)은 상기 아날로그신호 취득모듈의 출력인 전력계통의 전압ㆍ전류 순시치를 필터링하기 위한 소프트웨어필터 프로그램, 전압ㆍ전류 순시치로부터 전압, 전류, 전력, 무효전력, 주파수 등의 전력계통운용함수를 측정하기 위한 전압, 전류의 실효치 측정알고리즘, 전압ㆍ전류의 페이저(Phasor) 측정알고리즘, 전압전류 페이저를 이용하는 전력, 위상 및 역률 측정알고리즘, 주파수측정알고리즘 등의 각종 연산 알고리즘을 실현하기 위한 소프트웨어 측정프로그램으로 구성된 소프트웨어 모듈이며;

디지털신호 취득모듈(34)은 본 발명의 장치에 입력되는 각 디지털신호 채널의 접점신호를 동시 샘플링하여 로직 값으로 변환하는 디지털신호 입력제어기(17) 구동용 소프트웨어 프로그램, 접점 채터링 및 잡음의 영향을 제거하기 위한 소프트웨어 필터로 구성된 프로그램이고;

설비상태 측정모듈(37)은 상기 디지털 신호취득모듈에서 취득된 디지털 로직신호로 표현된 전력설비의 상태를 평가하기 위한 로직 프로그램이며;

전원감시모듈(32)은 상기 도 2의 전원회로(12)의 차단기 동작표시 접점 및 전원레벨 검출기 출력신호를 동시에 샘플링하여 로직 값으로 변환하는 소프트웨어 프로그램, 접점의 채터링 및 잡음의 영향을 제거하기 위한 소프트웨어 필터로 구성된 프로그램이며;

상기 계통상태 측정모듈의 출력인 전력계통운용함수, 설비상태 측정모듈의 출력인 전력설비상태 데이터, 전원감시모듈의 조작전원상태 데이터 및 미리 설정된 기준을 입력으로 하는 기동모듈(Trigger Module)(39)은 전력계통의 상태와 전력설비의 상태등을 평가하여 고장 또는 이상상태이면 데이터를 로깅하고 이벤트를 발생시키기 위한 소프트웨어 모듈로서, 기동 모드에는 상기와 같이 계통상태 데이터를 평가하여 기동하는 내부기동, 외부장치의 기동요구신호에 의하여 기동하는 외부기동, 사용자가 임의로 기동시키는 수동기동의 3종이 있으며, 상기 내부기동에 있어서 기동 종류는 편차기동(Level Trigger), 변동기동(Rate Trigger), 동요기동(Swing Trigger)의 3종으로서 전력계통상태가 미리 설정된 상한 또는 하한범위를 초과할 때 기동신호를 발생하도록 프로그래밍 되며;

메모리 모듈(38)은 기동신호의 발령으로 작동하여 이벤트 전ㆍ후의 설정 시간동안 전력계통상태 측정 데이터를 설정된 파일양식에 따라 반도체 메모리에 기록시키는 프로그램이며;

디지털신호 출력모듈(35)은 기동신호의 발령으로 작동하여 기동 모드와 종류 및 기동 원인에 따르는 이벤트 신호를 발생시키는 상기 디지털신호 출력제어기(18)의 구동용 프로그램 모듈이다.

도 3에서 기록모듈(41)은 상기 신호처리프로세서의 메모리(38)에 기록된 계통상태 감시 및 설정 데이터를 연속해서 일정회수 기록하고 보존하며 검색하기 위한 데이터베이스 프로그램이며;

분석모듈(42)은 사용자가 과거의 전력계통 운전상태 및 설정내용을 재생하고 분석하기 위한 목적으로, 상기 기록모듈에 저장되어 있는 데이터 파일를 호출하여 순시치, 실효치 또는 페이저의 데이터와 파형 및 설비상태와 이벤트를 동일 시간축 상에 재생하는 한편, 전력계통고장 원인규명 및 품질분석을 위한 순시치에 대한 주파수 스펙트럼 분석, 전력동요현상 고찰 및 계통안정도 평가와 전력수급, 전원계획 등의 전력계통운용을 위한 자료를 얻기 위한 실효치의 주파수 스펙트럼 분석 등을 위한 전력계통 재생 및 분석 프로그램이며;

키 스캔모듈(43), 표시모듈(44), 인쇄모듈(45), 통신모듈(46) 등은 MMI 구성요소인 주변장치 구동용 소프트웨어 프로그램 모듈로서, 상기 키 스캔 모듈은 키보드 구동 소프트웨어 프로그램이고; 상기 표시모듈은 모니터 구동 프로그램과 화면표시 프로그램으로 구성되어 있으며, 순시치, 실효치 및 페이저 데이터와 파형 및 설비상태와 이벤트를 동일 시간축 상에 표시하거나 순시치의 주파수 스펙트럼, 실효치의 주파수 스펙트럼 분석 결과 데이터와 파형을 표시하고; 상기 인쇄모듈은 인쇄기 구동 프로그램과 화면의 하드카피 및 보고서 출력양식 등의 프로그램으로 구성되어 있으며; 상기 통신모듈은 사용자가 지정하는 통신규약에 따라 원격의 외부 장치에 데이터를 보내거나 받기 위한 프로그램이다.

도 4는 본 발명의 조작 순서도이다.

도 4에서 본 발명의 장치의 전원이 투입되면, 먼저 본 발명의 장치를 초기화하기 위한 시스템초기화 루틴(51)이 작동하여 스스로 이상유무를 점검하고 설정 파일을 읽어들여 시스템을 세트하는 것으로 본 발명의 장치가 초기화되면, 정상운전을 위한 무한 루프에 들어가게 되는 바, 적용중인 전력계통상태의 감시를 계속하면서 마우스 또는 키를 사용하여 모니터 화면에 표시되는 메뉴에서 설정조작(52), 표시조작(54), 분석조작(56), 복사조작(58), 인쇄조작(60) 중에서 해당 조작메뉴를 선택하고 지령 및 설정 데이터를 입력할 수 있으며, 전력계통상태의 감시를 중지 또는 무한 루프에서 빠져 나오는 경우는 본 발명의 장치를 중지하거나 또는 설정 조작하는 경우이다.

상기 설정조작은 적용되는 전력계통 구성에 적합하도록 본 발명의 장치의 시스템구성을 변경하거나 설정치를 변경하기 위한 시스템구성 및 운용자료 설정(53) 모드로 들어가기 위한 조작이며, 조작이 완료되면 시스템은 설정된 내용으로 다시 초기화되고, 초기화된 후 필요하다면 다시 설정조작을 시행할 수 있으며;

상기 표시조작은 본 발명의 장치의 모니터 표시모드를 절환조작하기 위한 것으로, 표시조작 메뉴를 선택하면 표시모드 절환(55) 상태로 이행되도록 하는 조작으로서, 순시치 표시모드, 실효치 표시모드, 페이저 표시모드, 순시치 주파수 스펙트럼 표시모드 및 실효치 주파수 스펙트럼 표시모드 중의 하나의 표시모드를 선택할 수 있고, 각 표시모드에는 데이터, 파형 및 설비상태와 이벤트를 동일 시간축에 표시할 수 있도록 구성되어 있으며;

상기 분석조작은 본 발명의 장치에 저장되어 있거나 본 발명이 인식할 수 있는 형식으로 기록매체에 저장된 파일의 데이터를 읽어 전력계통상태를 시간영역에서 재생하거나 또는 주파수영역에서 재생하고 전력계통 상태를 평가하거나 이상상태의 원인규명을 할 수 있게 하는 분석루틴(57)을 호출하기 위한 조작으로;

전압ㆍ전류의 순시치, 계통운용함수의 실효치 또는 페이저, 순시치 주파수스펙트럼 및 전력설비 상태 등의 경력을 조사하면서 이벤트의 원인 규명 또는 전력계통고장 분석을 주목적으로 하는 분석;

계통운용함수의 실효치 또는 페이저, 실효치 주파수 스펙트럼 및 전력설비 상태등의 경력을 조사하면서 이벤트의 원인 규명 또는 전력계통상태 평가를 주목적으로 하는 분석 등을 가능하게 하며;

상기 복사조작은 본 발명의 장치에 저장되어 있는 설정 데이터 파일 및 운전기록 파일 또는 상기 분석루틴의 분석결과를 본 발명이 인식할 수 있는 형식의 파일형태로 기록매체에 저장하기 위한 복사루틴(59)을 실행시키기 위한 조작이며;

상기 인쇄조작은 본 발명의 장치에 저장되어 있는 설정 데이터 파일 및 운전기록 파일 또는 상기 분석루틴의 분석결과를 보고서 형식으로 인쇄용지에 인쇄하기 위한 인쇄루틴(61)을 실행시키기 위한 조작이다.

도 4에서 처리루틴(62)은 데이터취득, 측정, 기록, 표시, 통신, 키 스캔, 전원감시 등을 수행하는 루틴으로서, 상기 도 3의 소프트웨어시스템의 전원감시모듈(32), 아날로그신호취득모듈(33), 디지털신호 취득모듈(34), 디지털신호 출력모듈(35), 계통상태 측정모듈(36), 설비상태 측정모듈(37), 메모리 모듈(38), 기동모듈(39), 기록모듈(41), 키 스캔 모듈(43), 표시모듈(44), 통신모듈(46) 등의 프로그램이 실행된다.

본 발명의 전력계통상태감시장치는 전력계통 고장과 전력계통 운용함수를 하나의 장치로 검출ㆍ기록할 수 있으면서 전력계통 상태를 표시ㆍ분석할 수 있다는 점을 특징으로 함에 따라;

전력계통의 고장검출 및 기록, 전력계통의 조류변화 측정, 초기의 전력계통 동요검출, 천천히 진행되는 전력계통 사고 검출, 전력계통의 과도상태 및 정상상태 안정도 모니터링, 전력계통의 Load Sensitivity와 System Damping 고찰, 전력계통 전압 불안정 및 차단효과 측정, 발전기ㆍ전동기 파라미터 측정, 전압 단속(Flicker) 검출, HVDC 전력변환 동태 모니터링, 전력계통모델의 수정 등의 분야에 적용되어;

다음의 효과를 기대할 수 있다.

ㆍ전력계통 운전자료 제공: 전력계통운용함수 및 설비운전 데이터 등의 제공

ㆍ전력품질 향상: 전압ㆍ주파수 변동률 저감, 고조파성분 분석에 의한 외란 제거

ㆍ전력계통 안정도 향상: 안정도를 정량적으로 고찰하고 불안정 요소를 제거

ㆍ전력계통 신뢰도 향상 : 전력설비의 상시 감시로 전력지장을 최소화

ㆍ전력계통의 최적운전 : 안정도한계 가까이 운전 가능함으로서 설비이용률 향상

ㆍ전력계통 운용 및 계획 자료 제공 : 체계화된 계통운용자료 제공

ㆍ고장기록장치의 단일화 : 하나의 유니트로 고장기록과 함수기록을 실현

ㆍ무인화를 위한 단말요소 : 원격감시 실현

Claims (9)

1. 전력계통상태 감시 기술분야에 있어서;

   전력계통의 전압ㆍ전류 및 전력설비의 동작상태를 상시 검출하여 전압ㆍ전류의 순시치와 전력계통운용함수 및 파형을 측정하고 설비상태를 평가하면서, 전력계통과 전력설비의 고장 또는 이상을 검출하면 일정기간의 전력계통 상태를 기록하고, 기록 데이터를 재생 및 분석하며, 원격의 호스트시스템과 통신하는 한편, 전력계통상태의 감시결과를 텍스트 및 그래픽 모드로 표시하고 인쇄할 수 있도록 구성된 장치로서;

   아날로그신호 입력회로, 아날로그/디지털 신호변환회로, 디지털신호 입출력회로, 디지털신호처리 프로세서, MMI(Man-Machine Inter[ace) 회로, MMI 프로세서, 주변장치 등을 포함하여 구성된 하드웨어시스템; 및

   신호취득, 측정, 기동(Trigger), 분석, 신호 입출력, 신호처리 시스템프로그램, MMI 프로그램, MMI 시스템프로그램, 원격감시용 호스트프로그램 등을 포함하여 구성된 소프트웨어시스템을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통상태감시장치(Power System Dynamics Monitor).
2. 제 1항에 있어서, 본 발명의 장치에 입력되는 모든 채널의 전압ㆍ전류신호와 설비상태 접점신호를 동시에 취득하는 것을 특징으로 하는 아날로그/디지털 변환모듈을 포함하여 구성된 전력계통상태감시장치.
3. 제 1항에 있어서, 본 발명의 신호처리를 위한 구성요소를 관장하고 입력 신호의 취득, 계통함수의 측정ㆍ평가, 기동 등의 알고리즘을 수행하기 위한 신호처리 전용의 디지털신호 프로세서(DSP); 상기 DSP와 통신하면서 기록, 분석, 설정, 조작, 표시, 인쇄, 통신 등의 MMI 구성요소를 관장하고 처리하기 위한 MMI 처리용 프로세서를 포함하여 구성되어 처리장치(CPU)의 다중화를 특징으로 하는 전력계통상태감시장치
4. 제 1항에 있어서, 본 발명의 장치에 입력된 아날로그신호인 전압ㆍ전류 순시치를 필터링하기 위한 소프트웨어 필터; 전압ㆍ전류의 순시치로부터 실효치 레벨의 전압, 전류, 전력, 무효전력, 주파수, 위상 등의 전력계통 운용함수 및 페이저를 측정하기 위한 연산모듈 등의 소프트웨어 측정모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통상태감시장치.
5. 제 1항에 있어서, 전력계통의 설비상태 및 전력계통 운용함수의 순시치, 실효치, 페이저의 그래픽 파형을 실시간으로 모니터에 표시할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통상태감시장치.
6. 제 1항에 있어서, 미리 설정된 시간동안의 전력계통상태 정보를 지정된 파일양식으로 메모리에 기록하도록 지령하기 위한 기동신호는 전력계통운용함수와 전력설비상태 데이터를 평가하여 이상상태이면 기동신호를 발생하는 내부기동, 외부 요청에 의하여 기동하는 외부기동, 사용자가 임의로 기동시키는 수동기동 등의 세 종류의 기동모드를 가지며; 내부기동 모드로는 편차기동(Level Trigger), 변동기동(Rate Trigger) 및 동요기동(Swing Trigger)이 있는 바, 각 기동은 전력계통상태가 미리 설정된 상한 및 하한범위를 벗어날 때 이벤트 신호를 발생하도록 하는 기동모듈(Trigger Module)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통상태감시장치.
7. 제 1항에 있어서, 본 발명의 기록모듈에 저장되어 있는 전력계통상태 정보를 호출하여 계통상태를 실시간 감시에서와 동일한 표시모드로 순시치, 실효치, 페이저의 데이터와 파형 및 설비상태를 동일시간 축에 재생 가능하도록 하는 재생모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통상태감시장치.
8. 제 1항에 있어서, 본 발명의 기록모듈에 저장되어 있는 정보를 호출하여 전력계통상태를 재생하는 한편, 전력계통의 고장원인규명 및 품질분석을 위한 순시치 주파수 스펙트럼을 분석하고, 전력동요현상 고찰 및 계통안정도 평가와 전력수급, 전원계획 등 전력계통운용자료를 얻기 위한 실효치 주파수 스펙트럼을 분석하도록 하는 분석모듈을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통상태감시장치.
9. 제 1항에 있어서, 전력계통의 고장 검출ㆍ기록을 위한 전력계통고장기록 기능과 전력계통의 이상 검출ㆍ기록을 위한 전력계통운용함수기록 기능을 하나의 장치로 실현할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 전력계통상태감시장치.