KR20040061152A - A Method for Calculating Power Oscillation Damping Ratio Using Optimization Technique - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method is provided to calculate a power oscillation damping ratio in an easy and convenient manner by using the data transmitted from the energy measurement system of a power company. CONSTITUTION: A method comprises a step(20) of determining a time area effective power data section measured by a pager measurement unit; a step(21) of initializing a wash-out circuit state variable; a step(22) of removing a direct current offset by a wash-out circuit; a step(23) of checking an oscillation frequency from the absolute value resulted from a fast Fourier transform; a step(24) of fitting the time area measurement data where a direct current offset is removed; and a step(25) of outputting the result of damping ratio.

Description

최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법{A Method for Calculating Power Oscillation Damping Ratio Using Optimization Technique}A Method for Calculating Power Oscillation Damping Ratio Using Optimization Technique}

본 발명은 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전력시스템에서 실시간 전력진동 감시장치나 온라인 페이서 감시장치에서 측정되는 이산치 시간영역 데이터를 컴퓨터를 이용하여 쉽게 전력진동의댐핑율을 계산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating a power vibration damping rate using an optimization technique. More particularly, the present invention relates to discrete vibration time-domain data measured by a real-time power vibration monitoring device or an on-line pacer monitoring device in a power system. It relates to a method of calculating the damping rate of.

종래에는, 전력시스템의 전력댐핑율 계산방법으로 논문 J.F.Hauer "APPLICATION OF PRONY ANALYSIS TO THE DETERMINATION OF MODAL CONTENT AND EQUIVALENT MODELS FOR MEASURED POWER SYSTEM RESPONSE", IEEE Trans. on Power Systems, Vol.6, No.5, August 1991.와 J.F.Hauer, C.J. Demeure, L.L. Scharf, "INITIAL RESULTS IN PRONY ANALYSIS OF POWER SYSTEM RESPONSE SIGNALS", IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 5, No.1, February 1990.에 프로니(Prony) 해석법이 발표된 바 있었다. 상기 기법은 선형예측(Linear Prediction) 모델을 이용하여 전력진동(Power Oscillation)의 댐핑율을 계산하는 방법이다. 프로니 해석법의 계산 알고리즘은 다음과 같다.Conventionally, as a method for calculating the power damping ratio of a power system, the paper J.F.Hauer "APPLICATION OF PRONY ANALYSIS TO THE DETERMINATION OF MODAL CONTENT AND EQUIVALENT MODELS FOR MEASURED POWER SYSTEM RESPONSE", IEEE Trans. on Power Systems, Vol. 6, No. 5, August 1991. and J. F. Hauer, C. J. Demeure, L.L. Scharf, "INITIAL RESULTS IN PRONY ANALYSIS OF POWER SYSTEM RESPONSE SIGNALS", IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 5, No. 1, February 1990. The Prony interpretation was published. The technique is a method of calculating the damping rate of power oscillation using a linear prediction model. The calculation algorithm of the Penny analysis is as follows.

선형, 시불변 다이나믹 시스템이 시간인 초기 상태에 있다고 가정하자. 다음으로, 입력을 제거하고 어떠한 외란도 없다고 했을 때, 다음의 미분 방정식으로 표현된다.Linear, time-invariant dynamic system Initial state Suppose you are in Next, when the input is removed and there is no disturbance, it is expressed by the following differential equation.

여기서,,는 시스템의 상태변수의 벡터이고,벡터의 차수이다.,,를 각각 A(nxn)행렬의 고유값, 우고유벡터, 그리고 좌고유벡터라고 하자. 그러면, 수학식 1은 다음과 같이 표현할 수 있다.here, , Is the vector of state variables of the system, silver The order of the vector. , , Let be the eigenvalues of the A (nxn) matrix, the right eigenvectors, and the left eigenvectors, respectively. Then, Equation 1 can be expressed as follows.

여기서,는 합(Sigma)를 나타내는 기호이고,는 (nxn) residue 행렬이다. 이 때,는 상수값이다.가 고유치와 관련된 모드의 응동을 결정하지만,요소의 모델응답 분포는 전적으로 우고유벡터에 의하여 결정된다. 결과적으로,에 대한 정보는에 대한 모달 분해(Modal Decomposition)에 의하여 추출할 수 있다. 시스템에 하나의 출력이 있다고 가정하면, 그 형태는 다음과 같다.here, Is a symbol representing Sigma, Is the (nxn) residue matrix. At this time, Is a constant value. Eigenvalue Determines the mode's response to The model response distribution of an element is entirely determined by the eigenvectors. As a result, Information about Can be extracted by Modal Decomposition for. Assuming there is one output on the system, the form looks like this:

프로니 방법과 이의 수정법은 수학식 2a의 지수항과 또는 수학식 3의 파라미터를 직접적으로 추정하도록 설계되었다. 이것은 수학식 4를 측정된에 적합(Fitting)함으로써 계산되어 진다. 이렇게 함에 있어서, 이질적인 요소나 잡음, 그리고 오프셋을 모델링하는 것도 필요하다.The Frony method and its modifications are designed to directly estimate the exponential term in equation (2a) or the parameter in equation (3). This measured equation (4) Calculated by fitting to In doing so, it is necessary to model heterogeneous elements, noise, and offsets.

측정된 시간영역 데이터가 N개의 샘플링으로 이루어졌다고 가정하자. 그러면,, k=0,1,···,N-1이고, 시간 간격은 등 간격()이다. 프로니 해석결과를 얻는 전략은 다음과 같다.Measured time domain data Assume that N consists of N samplings. then, , k = 0,1, ..., N-1, and the time intervals are equal intervals ( )to be. The strategy for obtaining the Penny interpretation is as follows.

Step 1: 이산 선형예측 모델(Linear Prediction Model, 이하 LPM)을 구성한다.Step 1: Construct a discrete linear prediction model (LPM).

Step 2 : LPM의 다중 특성근을 찾는다.Step 2: Find the multiply roots of the LPM.

Step 3 : 근을 이용하여 각 모드에 대한 진폭(Amplitude)과 위상(Phase)을 결정한다.Step 3: Determine the Amplitude and Phase for each mode using the Root.

상기 절차들은 z-domain에서 이루어 진다. 전력시스템 응용에서, 이 고유값들은 보통 s-domain으로 변환된다. 프로니의 주요 공헌은 Step 1에 있다. 초기 목적을 달성하기 위하여, N=2n으로 가정하고 측정된 신호는 무잡음(Noise-free)이라고 하자. 수학식 4를 다시 수학식 5처럼 지수형태로 놓는다면 표시법은 간단해진다.The above procedures are performed in the z-domain. In power system applications, these eigenvalues are usually converted to the s-domain. Pronie's main contribution is in Step 1. To achieve the initial goal, assume that N = 2n and the measured signal is noise-free. If equation 4 is put back in exponential form like equation 5, the notation becomes simple.

샘플 시간에서, 수학식 5는 다음과 같이 압축된다.Sample time In Equation 5 is compressed as follows.

최종 목적은 모든 k에 대해서가 되도록 하는를 찾는 것이다. 이 방법은 위에서 설명한 Step 3을 이용하면 찾을 수 있다.The end purpose is for all k To be Wow To find. This method can be found using Step 3 above.

적합정도를 나타내는 척도로 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 다음과 같이 사용할 수 있다.The Signal to Noise Ratio (SNR) can be used as a measure of the fitness.

여기서, 단위는 데시벨(dB)이다.Here, the unit is decibels (dB).

그러나, 상기와 같은 종래의 프로니 해석법은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional Penny analysis method as described above has the following problems.

첫째, 전력 진동의 댐핑율을 계산하는 기존의 프로니 방법은 전체 시스템의 차수를 미리 알지 못하기 때문에, 차수를 결정하는 데 많은 시행착오(Trial and Error)를 행해야 한다는 것이며, 보수적인 접근 방법으로 높은 차수로 측정된 파형을 적합(Fitting)할려고 하기 때문에 계산시간이 긴 편이다.First, the conventional Frony method of calculating the damping rate of power oscillation does not know the order of the whole system in advance, which requires a lot of trial and error to determine the order. The calculation time is long because it tries to fit the measured waveforms in higher order.

둘째, 두 번의 적합기법을 적용하여 전력진동 댐핑율을 계산한다. LPM에서 다중 특성근을 계산하기 위해서 첫 번째로 적합기법을 사용하고, 진폭과 위상을 결정하기 위해서 두 번째로 적합기법을 적용한다. 따라서, 두 번의 적합기법을 적용하기 때문에 계산 시간이 길다.Second, the power vibration damping rate is calculated by applying two fitting techniques. In the LPM, we first use the fitting technique to calculate the multiple characteristic roots, and secondly we apply the fitting technique to determine the amplitude and phase. Therefore, the calculation time is long because two fitting techniques are applied.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전력시스템의 안정적인 운용을 위해서 실시간 전력진동 감시 장치나 페이저 장치에서 측정되는 이산치 시간영역 데이터로부터 전력진동 댐핑율을 쉽고 빠르게 계산하는 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above disadvantages and problems of the prior art, the power vibration damping rate from the discrete time domain data measured in the real-time power vibration monitoring device or pager device for the stable operation of the power system It is an object of the present invention to provide a method for quick and easy calculation.

도 1은 본 발명의 댐핑율 계산 방법의 시스템 적용이다.1 is a system application of the damping rate calculation method of the present invention.

도 2는 본 발명의 연산 알고리즘이다.2 is a computational algorithm of the present invention.

도 3은 본 발명의 z영역 워시아웃 회로이다.3 is a z-region washout circuit of the present invention.

도 4는 본 발명의 계통사고시 발전기 전력진동(Power Oscillation)이다.4 is a generator power oscillation (Power Oscillation) in a system accident of the present invention.

도 5는 본 발명의 워시아웃 회로를 사용한 직류성분 제거이다.5 is a DC component removal using the washout circuit of the present invention.

도 6은 본 발명의 도 5의 FFT 주파수 분석결과이다.FIG. 6 is an FFT frequency analysis result of FIG. 5 of the present invention. FIG.

도 7은 본 발명의 측정 데이터와 적합된 결과의 비교이다.7 is a comparison of the measured data of the present invention with the fitted results.

본 발명의 상기 목적은 페이저 측정장치에서 측정된 시간영역 유효전력 데이터 구간을 결정하는 단계, 워시아웃 회로 상태변수를 초기화하는 단계, 워시아웃 회로에 의한 직류 오프셋을 제거하는 단계, FFT(Fast Fourier Transform) 적용결과 절대값 크기값에서 동요 주파수를 확인하는 단계, 최적화 기법을 적용한 직류 오프셋이 제거된 시간영역 측정데이터를 적합하는 단계 및 댐핑율 결과를 출력하는 단계로 이루어진 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention is to determine the time-domain effective power data interval measured in the pager measuring device, initializing the washout circuit state variable, removing the DC offset by the washout circuit, FFT (Fast Fourier Transform) Application result Power oscillation damping rate applying optimization method consisting of checking the fluctuation frequency at the absolute value of magnitude, fitting the time domain measurement data from which the DC offset is applied by the optimization technique, and outputting the damping rate result Achieved by the calculation method.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the effects thereof according to the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing preferred embodiments of the present invention.

상기의 문제점을 해결하기 위하여, 페이저 측정장치에서 측정된 실효치 데이터를 FFT를 이용하여 각 모드 주파수를 찾는다. 결정된 주파수 모드 개수가 바로 측정된 파형에 포함되어 있는 실제 시스템 차수가 된다. FFT를 이용하여 모드 주파수를 결정하는 과정은 다음과 같다.In order to solve the above problem, the effective value data measured by the pager measuring device is found for each mode frequency using the FFT. The determined number of frequency modes is the actual system order contained in the measured waveform. The process of determining the mode frequency using the FFT is as follows.

도 2의 (20)과 같이 페이저 측정장치에서 측정된 이산치 유효전력 데이터 개수와 페이저 장치에서 측정된 이산치 데이터의 나이퀴스트 조건(Nyquist Criterion) 주파수를 결정한다. 만약, 기본 주파수를 갖는 페이저 장치에서 측정된 유효전력이 1초에 120개의 데이터를 계산 출력한다면, 나이퀴스트 조건 주파수는 60Hz가 된다. 즉, 측정된 시간영역 이산치 데이터는 60Hz 이내의 동요모드 정보를 포함하고 있다고 생각할 수 있다. 어느 순간에 측정된 30초분의 유효전력 데이터는 N=3600개의 시간영역 이산치 데이터로 구성된다. 이것을, k=0,1,...,N-1이라 가정하자. 이러한 데이터를 결정할 때 이 유효전력은 될 수 있으면 다이나믹 응동이 많이 포함되어 있는 데이터를 사용하는 것이 좋다.As shown in (20) of FIG. 2, the number of discrete active power data measured by the pager measuring device and the Nyquist Criterion frequency of the discrete data measured by the pager device are determined. If the fundamental frequency If the measured active power in a pager device with computes and outputs 120 data per second, the Nyquist condition frequency is 60 Hz. In other words, it can be considered that the measured time-domain discrete value data includes shaking mode information within 60 Hz. The active power data for 30 seconds measured at any moment consists of N = 3600 time domain discrete data. this Suppose that k = 0,1, ..., N-1. When determining this data, it is best to use data that contains as much dynamic dynamics as possible.

다음 단계로 (21)과 같이 워시아웃(Washout) 회로를 이용하여 직류 오프셋을 제거하기 위하여 초기화한다. 여기서, 워시아웃 시정수는 1.0~10sec로 설정할 수 있다. 수학식 8의 z-domain 워시아웃 회로는 도 3과 같다.The next step is to initialize to remove the DC offset using a washout circuit as shown in (21). Where the washout time constant Can be set from 1.0 to 10 sec. The z-domain washout circuit of Equation 8 is shown in FIG.

z-domain 적분기는 수정된 Euler법을 사용하고 있다. 직류 오프셋을 제거하기 전에 워시아웃의 상태변수를 다음과 같이 초기화한다. 워시아웃의 상태변수는 (33)이며, 이 값을값으로 설정하여, t=0일 때, 외란이 없는 정상상태 (Steady State)로 가정한다. 따라서,값을 갖게 된다.The z-domain integrator uses a modified Euler method. Before removing the DC offset, initialize the washout state variable as follows: The state variable for washout is (33), By setting the value, it is assumed that the steady state without disturbance when t = 0. therefore, Degree It will have a value.

다음 단계로 (22)과 같이 워시아웃 회로를 이용하여 직류 오프셋을 제거한다. 이 때,는 샘플링 시간 간격과 같다. 상기 예에서는sec가 된다.The next step is to remove the DC offset using a washout circuit as shown in (22). At this time, Is equal to the sampling time interval. In the example above sec.

측정된 이산치 시간영역 유효전력에서 포함되어 있는 진동 주파수를 구하기위하여, 도 2의 (22)에서 직류 오프셋이 제거된 신호를 FFT 분석한다. FFT의 결과는 실수값과 허수값으로 계산결과가 나오므로 두 값의 절대값도 계산한다. 그리고, 계산된 FFT는 샘플링 개수에 의해서만 연산되었기 때문에 주파수 축인축에 시간간격을 고려하여을 곱한다. 이와 같이 FFT 계산된 결과를 분석하여 진동 주파수를 찾는다.In order to obtain the vibration frequency included in the measured discrete time domain active power, FFT analysis is performed on the signal from which the DC offset is removed in FIG. Since the result of the FFT is a real value and an imaginary value, the absolute value of the two values is also calculated. And, since the calculated FFT is computed only by the sampling number, Considering the time interval on the axis Multiply by In this way, the FFT calculation results are analyzed to find the vibration frequency.

프로니법은 두 번의 적합기법을 사용하지만, 본 발명의 방법에서는 FFT를 이용하여 모드를 확인 후, 확인된 주파수를 수학식 4의초기값으로 설정하고, 한 번의 적합기법으로 댐핑율, 진폭, 그리고 위상을 계산한다. 이 때, 최적화에 적합 되는 측정된 데이터는 도 2의 (22)에서 직류 오프셋이 제거된 데이터를 사용한다. 최적화 정식화는 수학식 9와 같이 최소 자승법으로 나타낼 수 있다. 최종적으로, 최적화 기법을 적용하여 수학식 9를 최소로 하는 댐핑율, 진폭, 그리고 위상을 계산한다. 최적화 기법은 수렴속도가 빠른 Gauss-Newton법을 사용한다.In the method of the present invention, the FRONI method uses two fitting techniques. However, in the method of the present invention, after checking the mode using the FFT, Set the initial value and calculate the damping rate, amplitude, and phase with a single fit technique. At this time, the measured data suitable for optimization is the data from which the DC offset is removed in (22) of FIG. Use The optimization formulation can be represented by the least squares method as shown in Equation (9). Finally, the optimization technique is applied to calculate the damping rate, amplitude, and phase to minimize equation (9). The optimization technique uses the fast convergence Gauss-Newton method.

본 발명에서 사용하는 방법인 워시아웃과 그 z-domain 상태변수의 초기화 방법은 유효값으로 측정된 데이터가 실려있는 직류 오프셋을 제거하는 효과적인 방법이고, FFT를 이용한 주파수 모드의 확인은 최적화 기법을 적용해서 댐핑율을 찾을 때 수학식 4의 주파수 모드를 고정시켜 최적화 기법이 안정되게 수렴하기 위함이다. 최적화 기법 중 하나인 Gauss-Newton법의 사용은 수렴속도가 빠르기 때문에 다른 방법보다 계산 시간면에서 효율적이다.The method used in the present invention, the washout and the initialization method of the z-domain state variable, is an effective method of removing a DC offset containing data measured as a valid value, and the verification of the frequency mode using the FFT applies an optimization technique. Frequency mode in equation (4) to find the damping rate This is to stabilize the convergence of the optimization technique. The Gauss-Newton method, one of the optimization methods, is more efficient in terms of computation time than other methods because of its fast convergence speed.

도 4는 본 발명의 계통 사고시 발전기 전력진동이다. 정상상태에서 발전기 출력이일 때, 갑자기 계통에 사고가 발생하여 다음과 같은 전력진동이 발생했다고 가정하자.4 is a generator power vibration in case of a system accident of the present invention. Generator output at steady state Suppose that an accident occurred in the system suddenly and the following power vibration occurred.

여기서, here,

초기진폭:,, Initial Amplitude: , ,

감쇠율:,, Attenuation Rate: , ,

동요주파수:,, Fluctuation frequency: , ,

위상:,, Phase: , ,

수학식 10에서 40.34Hz의 진동은 발전기 축 비틀림 모드, 1.56Hz는 발전기모드, 그리고 0.80Hz는 광역 모드(Inter-area mode)라 생각할 수 있다. 실시간 전력진동 감시장치에서 이 전력진동을 측정해서 120Hz로 이산치 시간영역 데이터를 약 30초간 저장했다면, 데이터 개수는 약 N=3600가 되고 이것에 대한 응동은 도 4와 같다. 도 4는 실제 측정된 데이터는 아니고, 수학식 10을 이용하여 120Hz 샘플링 속도로 컴퓨터에서 계산한 값이다.In Equation 10, the vibration of 40.34 Hz can be considered to be a generator shaft twist mode, 1.56 Hz is a generator mode, and 0.80 Hz is an inter-area mode. If the real-time power vibration monitoring device measures this power vibration and stores the discrete time domain data at 120 Hz for about 30 seconds, the number of data becomes about N = 3600 and the response to this is shown in FIG. 4 is not actually measured data, but is a value calculated by a computer at a 120 Hz sampling rate using Equation 10.

본 발명의 방법에 의하여 전력진동 감쇠율을 계산하면 다음과 같다.The power vibration attenuation rate is calculated by the method of the present invention as follows.

먼저, 사고전의 0.83sec에 대한 정상상태 데이터를 제거하고, 사고발생시 부터 30초간의 3600개의 데이터를 분석 데이터로 결정한다. 그리고, 워시아웃회로를 이용하여 직류 오프셋을 제거한다. 본 사례에서는sec로 가정하였다. 워시아웃 회로의 z-domain 상태변수 초기화는 사고전의 정상상태 발전기 출력 300MW로 결정한다.First, the steady state data for 0.83sec before the accident is removed, and 3600 data for 30 seconds from the accident are determined as analysis data. Then, the DC offset is removed using the washout circuit. In this case Assumed to be sec. The initialization of the z-domain state variable of the washout circuit is determined by the steady state generator output of 300 MW before the accident.

도 5는 워시아웃 회로로 직류성분을 제거한 경우의 결과이다. 도 5의 직류성분이 제거된 데이터를 FFT 분석하여 실수부 Real_FET와 허수부 Imag_FET의 계산결과를 절대값으로 나타내고, FFT 분석시 샘플링 시간을 고려하지 않았기 때문에 FFT의 주파수 축인축에 120을 곱해준다. 여기서, 진동주파수를 거의 정확하게 결정할 수 있다. 결정된 주파수는 40.33Hz, 1.56Hz, 그리고 0.80Hz로 수학식 10의 참값과 거의 같았다.5 shows the result of removing the DC component by the washout circuit. Since also analyzes the data to remove the direct current component of the FFT 5 shows a calculation result of the real part and the imaginary part Imag_ Real_ FET FET as an absolute value, it did not take into account the sampling time during the FFT analysis of the FFT frequency axis Multiply the axis by 120. Here, the vibration frequency can be determined almost accurately. The determined frequencies were 40.33 Hz, 1.56 Hz, and 0.80 Hz, which were almost equal to the true values of Equation 10.

도 6은 도면 5의 FFT 주파수 분석결과이다. FFT 결과의 절대치 크기는 값이 매우 크기 때문에 수학식 11의 dB를 이용하여 y축으로 도시한 것이다.FIG. 6 is an FFT frequency analysis result of FIG. 5. Since the absolute value of the FFT result is very large, it is shown on the y-axis using dB of Equation 11.

Y_FET=20log10(Mag(Real_FET, Imag_FET))Y_ FET = 20log10 (Mag (Real_ FET , Imag_ FET ))

마지막으로, 수학식 9의 최소자승법을 이용해서 도 5의 직류 오프셋이 제거된 데이터를 적합한다. FFT 분석에서 계산된 진동 주파수를 제외한 진폭, 댐핑율, 그리고 위상은 임의의 합리적인 값으로 선정해야 하나, 다음과 같은 값으로 초기값을 설정한다.Finally, the least squares method of Equation 9 is used to fit the data from which the DC offset of FIG. 5 is removed. Except the vibration frequency calculated in FFT analysis, the amplitude, damping rate, and phase should be chosen as reasonable values, but the initial values are set as follows.

, , , ,

감쇠율:,, Attenuation Rate: , ,

위상:,, Phase: , ,

적합에 사용된 최적화 기법은 Matlab의 Gauss-Newton법과 탐색방법은 Mixed Polynomial Interpolation 탐색법을 적용하였다. 계산 결과는 도 5와 구별할 수 없을 정도로 거의 같게 적합되었다.For optimization, the Gauss-Newton method of Matlab and Mixed Polynomial Interpolation search method are applied. The calculation results were fitted almost equally indistinguishable from FIG. 5.

도 7은 본 발명의 측정 데이터와 적합된 결과의 비교이다. 최적화 기법을 적용하여 수렴된 결과는 다음과 같다.7 is a comparison of the measured data of the present invention with the fitted results. The results converged by applying the optimization technique are as follows.

, , , ,

감쇠율:,, Attenuation Rate: , ,

위상:,, Phase: , ,

수학식 10의 참값 진폭과 수렴된 진폭은 약간의 차이를 보이나, 허용할 만 하다. 수렴된 전력진동 감쇠율 값은 수학식 10의 참값과 거의 일치하고 있다. 수렴된 위상값과 수학식 10의 위상값이 다른데, 그 이유는 도 4에서 계통 사고가 0.83 sec에서 발생했을 때의 위상값은 수학식 10의 위상값과 다르기 때문이다. 따라서, 수학식 13의 수렴된 위상값들이 실제 사고 발생시의 위상값과 거의 같은 값이라고 생각할 수 있다. 참고로, 위의 결과를 얻기 위한 계산 시간은 Pentium 4 프로세서를 장착한 노트북 컴퓨터로 9.8초 밖에 걸리지 않았다.The true value amplitude and the converged amplitude of Equation 10 show a slight difference, but are acceptable. The converged power vibration attenuation value is almost identical to the true value of Equation 10. The converged phase value and the phase value of Equation 10 are different because the phase value when the system accident occurs at 0.83 sec in FIG. 4 is different from the phase value of Equation 10. In FIG. Therefore, it can be considered that the converged phase values of Equation 13 are almost the same as the phase values at the time of actual accident occurrence. For reference, the calculation time to get the above result was only 9.8 seconds on a notebook computer with a Pentium 4 processor.

따라서, 본 발명의 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산 방법은 다음과 같은 장점이 있다.Therefore, the method of calculating the power vibration damping rate to which the optimization technique of the present invention is applied has the following advantages.

첫째, 전력계통에서 발생하는 전력진동 댐핑율을 기존의 프로니 해석 방법보다 간편하고 빠르게 계산할 수 있다.First, the power vibration damping rate generated in the power system can be calculated more easily and faster than the conventional Penny analysis method.

둘째, 기존의 프로니 해석법에 의한 전력진동 방법은 많은 시행착오와 어느 정도의 경험을 요구하나, 본 발명의 계산방법은 더 쉽고 간편하게 전력진동 댐핑율을 계산할 수 있다.Second, the power vibration method by the conventional Penny analysis method requires a lot of trial and error and some experience, the calculation method of the present invention can calculate the power vibration damping rate more easily and simply.

셋째, 본 발명의 계산 방법의 알고리즘은 명백하기 때문에 도 1과 같이 전력진동감시 장치나 페이저 측정장치에 상기 알고리즘을 쉽게 적용할 수 있어 현장에서 전력진동 댐핑율을 계산할 수 있고, 인터넷 같은 네트워크가 연결된 시스템인 경우는 전력회사의 EMS에서 전송된 데이터를 이용하여 전력진동 댐핑율을 쉽고 빠르게 계산할 수 있다.Third, since the algorithm of the calculation method of the present invention is obvious, the algorithm can be easily applied to a power vibration monitoring device or a pager measuring device as shown in FIG. In the case of a system, the power vibration damping rate can be easily and quickly calculated using the data transmitted from the utility company's EMS.

네째, 본 발명의 워시아웃을 이용한 FFT 분석방법을 사용할 경우, 측정된 유효전력으로부터 쉽게 전력진동 주파수를 파악할 수 있다.Fourth, when using the FFT analysis method using the washout of the present invention, it is possible to easily determine the power vibration frequency from the measured active power.

그리고, 상기와 같은 장점으로 인하여 전력계통의 안정적인 전력공급에 기여하는 효과가 있다.And, due to the advantages as described above there is an effect that contributes to the stable power supply of the power system.

Claims (5)

페이저 측정장치에서 측정된 시간영역 유효전력 데이터 구간을 결정하는 단계;Determining a time domain effective power data interval measured by a pager measuring device; 워시아웃 회로 상태변수를 초기화하는 단계;Initializing the washout circuit state variable; 워시아웃 회로에 의한 직류 오프셋을 제거하는 단계;Removing the direct current offset by the washout circuit; FFT 적용결과 절대값 크기값에서 동요 주파수를 확인하는 단계;Confirming the fluctuation frequency in absolute value magnitude as a result of FFT application; 최적화 기법을 적용한 직류 오프셋이 제거된 시간영역 측정데이터를 적합하는 단계; 및Fitting time domain measurement data from which a DC offset is applied by applying an optimization technique; And 댐핑율 결과를 출력하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법Power vibration damping rate calculation method using an optimization method characterized in that the step of outputting the damping rate results 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 워시아웃 회로는 수정된 Eluer법을 사용하는 z-domain 적분기를 특징으로 하는 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법The washout circuit is a power vibration damping rate calculation method using an optimization method characterized by a z-domain integrator using a modified Eluer method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 최적화 기법을 적용한 직류 오프셋이 제거된 시간영역 측정데이터를 적합하는 단계는 FFT를 이용하여 모드를 확인 후, 확인된 주파수를 수학식 4의초기값으로 설정하고, 한 번의 적합기법으로 댐핑율, 진폭, 그리고 위상을 계산함을 특징으로 하는 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법The step of fitting the time-domain measurement data from which the DC offset is applied by applying the optimization technique is to check the mode by using the FFT, and then the identified frequency is expressed by Equation 4 below. Power Vibration Damping Rate Calculation Method Using Optimization Technique Set to Initial Value and Calculation of Damping Rate, Amplitude, and Phase with One Fit Method 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 최적화 기법을 적용한 직류 오프셋이 제거된 시간영역 측정데이터를 적합하는 단계는 Gauss-Netwon법을 사용함을 특징으로 하는 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법The step of fitting the time-domain measurement data from which the DC offset is applied by applying the optimization technique is performed using the Gauss-Netwon method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 최적화 기법을 적용한 직류 오프셋이 제거된 시간영역 측정데이터를 적합하는 단계는 Mixed Polynomial Interpolation 탐색법을 사용함을 특징으로 하는 최적화 기법을 적용한 전력진동 댐핑율 계산방법In the step of fitting the time domain measurement data from which the DC offset is applied by applying the optimization technique, the method of calculating the power vibration damping rate using the optimization technique is characterized by using a mixed polynomial interpolation search method.
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