KR20050049573A - Out-of-step detecting method using frequency deviation of the voltage - Google Patents

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KR20050049573A
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    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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Abstract

본 발명은 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법에 관한 것으로, 발전기 출력단 모선에서 입력받은 전압을 DFT필터를 이용하여 전압의 기본파를 추출하는 단계와, 상기 추출된 기본파의 페이저 위상각의 변화율을 계산하여 전압의 각 주파수 성분을 추정하는 단계와, 상기 추정된 전압의 각 주파수를 이용하여 발전기 위상각을 추정하는 단계를 포함하되; 상기 전압의 기본파는 페이저식에 의해 추출되고, 상기 페이저 위상각의 변화율은 식에 의해 계산되며; 상기 전압의 각 주파수는 식에 의해 추정되는 것을 특징으로 하여, 불안정한 경우의 동기탈조를 신속히 검출하므로 계통의 동요에 정확히 대처하고, 계전기의 오동작 및 부동작을 방지하여 계통의 안정도 향상에 기여할 수 있다.The present invention relates to a method for detecting synchronous synchronization using a frequency shift of a voltage. The method includes extracting a fundamental wave of a voltage received from a generator output stage bus using a DFT filter, and a phase angle of the phaser of the extracted fundamental wave. Estimating each frequency component of the voltage by calculating a rate of change, and estimating a generator phase angle using each frequency of the estimated voltage; The fundamental wave of the voltage Extracted by a phaser equation, and the rate of change of the phaser phase angle is Calculated by the formula; Each frequency of the voltage Characterized by the formula, it is possible to quickly detect the synchronous disengagement in case of instability so that it can cope with the fluctuation of the system accurately, and prevent the malfunction and the malfunction of the relay to contribute to improving the stability of the system.

Description

전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법{Out-of-Step detecting method using frequency deviation of the voltage} Out-of-Step detecting method using frequency deviation of the voltage}

본 발명은 전력계통, 배전계통 등의 송배전 계통에 있어서의 전력용 보호시스템에 관한 것으로, 특히 전압의 주파수 편이를 이용하여 발전기 위상각을 추정함으로서 동기탈조를 검출하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power protection system in a power transmission and distribution system such as a power system and a distribution system. In particular, a synchronous outage using a frequency shift of a voltage for detecting a synchronous breakdown by estimating a phase angle of a generator using a frequency shift of a voltage. It relates to a detection method.

현재 전력산업은 지속적인 부하의 성장 및 전력산업 구조 개편에 따라, 공공성보다는 경제성에 더 비중을 두고 있다. 따라서, 개개의 설비보호에 치중할 것으로 예상되고 이는 필연적으로 전력계통의 안정도를 저해하는 요소로 작용하고 있기 때문에, 전력계통 전체의 안정도의 중요성은 더욱 커지고 있다.Currently, the electric power industry places more emphasis on economics than publicity due to continuous load growth and restructuring of the electric power industry. Therefore, it is expected to focus on the protection of the individual equipment, which inevitably acts as a factor that hinders the stability of the power system, the importance of the stability of the entire power system is increasing.

일반적으로, 정상 운전중인 전력계통은 평형을 유지하지만 부하변동, 계통의 고장, 스위칭 현상 등의 갑작스런 외란에 의해서 일부 시스템의 위상각이 커져 동기가 불일치되어 선로 양단의 계통 전원이 동요하는 현상이 발생한다. 이러한 동기탈조 현상이 발생하는 동안의 전압, 전류는 전원의 위상각 δ에 의해서 진동한다. 위상각 δ의 변화정도에 따라 stable swing과 unstable swing으로 구분한다. unstable swing의 경우는 동기탈조를 야기할 만큼 심한 전력동요(power swing)를 말하며 계통의 불안정을 초래하기 때문에 계통 전체의 안정도를 위해 미리 정해진 계통 분리 지점에서 트립이 필요하다. 본 발명은 계통의 불안정을 초래하는 동기탈조 현상을 검출하기 위해 사용된다.Generally, the power system in normal operation maintains the equilibrium, but due to sudden disturbances such as load fluctuations, system breakdowns and switching phenomena, the phase angle of some systems increases, causing synchronization of the grid power on both ends of the line. do. The voltage and current during this synchronous degenerating phenomenon are vibrated by the phase angle δ of the power supply. According to the degree of change of phase angle δ, it is classified into stable swing and unstable swing. An unstable swing is a power swing that is severe enough to cause synchronous breakdown and causes system instability, so a trip is required at a predetermined grid separation point for overall system stability. The present invention is used to detect synchronous out-of-season phenomena leading to systemic instability.

동기탈조는 외란에 의해서 전원이 요동치는 현상으로서 발전기의 위상각 δ의 진동이 발생하게 된다. 따라서 위상각 δ가 진동이 점점 커짐에 따라 전류와 전압의 진동에 의해 피상임피던스가 존(zone)영역을 통과하게 되는데 이렇게 거리 계전기의 피상임피던스 궤적상의 존(zone)영역의 통과여부를 판단함으로써 간접적으로 동기탈조를 검출하는 방법에는 국내특허1996-037498호가 있다.Synchronous elimination is a phenomenon in which the power fluctuates due to disturbance, and the vibration of the phase angle δ of the generator is generated. Therefore, as the phase angle δ increases, the apparent impedance passes through the zone region due to the vibration of current and voltage. In this way, it is indirectly determined whether the zone region on the apparent impedance trajectory of the distance relay passes. As a method of detecting a synchronous stoppage there is a domestic patent 1996-037498.

동 공보에 기재된 종래의 동기탈조 계전기는 파워스윙 블로킹 계전기와 동기탈조 계전기가 각각 별도로 구성되어 있는 것을 하나의 계전기에 실현한 것으로, 각 계전기가 바라보는 피상임피던스의 크기와 피상임피던스 궤적의 속도를 이용하여 임피던스의 크기에 따라 3개의 영역을 설정하고, 그 영역에서 변화하는 임피던스 궤적의 속도로부터 파워스윙 및 동기탈조를 검출하는 것이다.The conventional synchronous step-out relay described in this publication realizes that a power swing blocking relay and a synchronous step-out relay are configured separately in one relay, and utilizes the magnitude of the apparent impedance viewed by each relay and the speed of the apparent impedance trajectory. In this case, three areas are set according to the magnitude of the impedance, and power swing and synchronous outbreak are detected from the speed of the impedance trajectory that changes in the area.

도 1을 참조하면, 외부의 가장 큰 사각형은 파워스윙 영역(power swing zone;PSZ)이며, 그 내부의 두 번째 사각형은 파워스윙을 판정하기 위한 파워스윙 판정영역(Z3)이고 가장 작은 사각형은 동기탈조 영역(out of step zone; OSZ)을 나타낸다. 이와 같은 좌표상에서 임피던스 궤적은 제1사분면의 PSZ 외부에서 상기 PSZ 쪽으로 진입하게 되는데, 만약 상기 PSZ을 진입한 후 짧은 시간동안에 원점으로 접근하면 고장상태로 판정하며, 상기 PSZ을 진입한 후 Z3와의 사이에 영역(ΔZ)에서 머물다가 다시 외부로 빠져 나가면 파워스윙 상태로 판정하며, 상기 PSZ을 진입한 후 Z3를 거쳐 OSZ로 진입한 후 다시 제2사분면으로 빠져나가게 되면 동기탈조로 판정한다. Referring to FIG. 1, the outer largest square is a power swing zone (PSZ), the second square inside thereof is a power swing determination zone Z3 for determining a power swing, and the smallest square is a sync. Out of step zone (OSZ). On this coordinate, the impedance trajectory enters the PSZ from the outside of the first quadrant of the first quadrant. If the home position is approached for a short time after entering the PSZ, it is determined to be in a fault state. If it stays in the area ΔZ and exits to the outside again, it is determined to be in the power swing state, and after entering the PSZ, entering the OSZ through Z3, and exiting to the second quadrant again, it is determined to be a synchronous release.

그런데, 계통 안정도에 크게 영향을 미치는 동기탈조를 검출하기 위한 종래의 동기탈조 검출 알고리즘은 존(zone)영역의 통과여부와 통과시간을 동시에 만족해야만 검출하게 되는데 아주 심한 외란에 의해서 동기탈조가 발생되는 경우 존(zone)통과 시간이 빠르기 때문에 검출하지 못하는 경우가 발생된다. 그리고, 기존의 피상임피던스 궤적에 의한 동기탈조 검출의 경우 피상임피던스 영역 통과만을 고려하여 검출하고 존(zone)영역을 완전히 통과할 때의 발전기 위상차 δ는 일반적으로 180도 이상에서 검출되기 때문에 계통을 고려한 검출이 어렵고, 또한 빠른 계통의 동요에는 정확하게 검출하지 못하여 계전기가 오동작 또는 부 동작하는 경우가 발생하므로, 계통의 안정도를 더욱 악화시키는 문제점이 있다.However, the conventional synchronous stop detection algorithm for detecting synchronous stoppage which greatly affects the system stability is detected only when both the pass zone and the pass time of the zone are satisfied. In this case, detection is not possible because of the fast zone passing time. In addition, in the case of the conventional synchronous detection by the apparent impedance trajectory, only the passage of the apparent impedance region is detected and the generator phase difference δ when passing completely through the zone region is generally detected at 180 degrees or more. It is difficult to detect and the relay may malfunction or not operate correctly because of the rapid fluctuation of the system, and thus there is a problem of worsening the stability of the system.

이외에도, 1995년 Virgilio Antonio Centeno Zaldivar가 박사학위논문에 기재한 Adaptive Out-of-Step Relaying with Phasor Measurement에서 양 발전기 출력단에 각각 PMU(Phasor Measurement Unit)를 설치하여 전압과 전류를 이용하여 Phasor를 계산하고, 양 발전기 단에서 계산된 Phasor를 이용하여 발전기 위상각의 상차각을 추정하게 되며, 추정된 상차각을 통해서 상차각이 발산하는 불안정한 경우에 대해서 동기탈조를 검출하는 방법을 기술하였다.In addition, in 1995, Virgilio Antonio Centeno Zaldivar installed a PMU (Phasor Measurement Unit) at the output of both generators in Adaptive Out-of-Step Relaying with Phasor Measurement, which was described in the doctoral dissertation. In addition, the phase difference angle of the generator phase angle is estimated by using the Phasor calculated in both generator stages, and the method of detecting the synchronous breakout for the unstable case where the phase difference angle diverges through the estimated phase difference angle is described.

그러나, 상기한 방법에서는 양 발전기단의 발전기 위상차를 추정하기 위해 PMU를 이용하게 되고, 이는 계전기 외에 PMU라는 추가적인 하드웨어가 필요하며, PMU를 이용하기 위해서는 양 발전기간의 동기를 맞추기 위한 GPS와 같은 통신장비가 반드시 필요하다는 문제점이 있다.However, in the above method, the PMU is used to estimate the generator phase difference between the two generator stages. This requires additional hardware, PMU, in addition to the relay. In order to use the PMU, communication such as GPS for synchronizing the two generators is required. There is a problem that equipment is necessary.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 DFT(Discrete Fourier Transform) 신호처리에 의한 전압의 주파수 편이를 이용하여 발전기 위상각을 추정하고, 추정된 발전기 위상각을 가지고 과도 안정도 평가방법인 등면적법을 통해 불안정한 경우의 동기탈조를 신속히 검출하므로 계통의 동요에 정확히 대처하고, 계전기의 오동작 및 부동작을 방지하여 계통의 안정도 향상에 기여하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to estimate a generator phase angle by using the frequency shift of voltage by the Discrete Fourier Transform (DFT) signal processing, With the phase angle method, which is a method of evaluating transient stability with generator phase angle, it detects synchronous outage in case of instability accurately, and cope with the fluctuation of the system accurately, and prevents the malfunction of the relay and the malfunction of the voltage which contributes to the stability of the system. The present invention provides a synchronous stop detection method using frequency shift.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법은, 발전기 출력단 모선에서 입력받은 전압을 DFT필터를 이용하여 전압의 기본파를 추출하는 단계와, 상기 추출된 기본파의 페이저 위상각의 변화율을 계산하여 전압의 각 주파수 성분을 추정하는 단계와, 상기 추정된 전압의 각 주파수를 이용하여 발전기 위상각을 추정하는 단계를 포함하되; 상기 전압의 기본파는 페이저식에 의해 추출되고, 상기 페이저 위상각의 변화율은 식에 의해 계산되며; 상기 전압의 각 주파수는 식에 의해 추정되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a synchronous stop detection method using a frequency shift of a voltage according to the present invention includes extracting a fundamental wave of a voltage using a DFT filter from a voltage input from a generator output bus bar, and the extracted fundamental wave. Estimating each frequency component of the voltage by calculating a rate of change of the phaser phase angle of and estimating a generator phase angle using each frequency of the estimated voltage; The fundamental wave of the voltage Extracted by a phaser equation, and the rate of change of the phaser phase angle is Calculated by the formula; Each frequency of the voltage It is characterized by the estimated by the equation.

상기 추정된 전압의 각 주파수 성분 은 기본 주파수 성분 와 각 주파수 편이 성분 로 구성되며; 상기 발전기 위상각은 주파수 편이 성분 을 이용하여 추정함이 바람직하며, 상기 각 주파수 편이 성분 는 발전기 위상각의 1계 미분값인 것을 특징으로 한다.Each frequency component of the estimated voltage Is the fundamental frequency component And each frequency shift component Consisting of; The generator phase angle is a frequency shift component It is preferable to estimate by using the, each frequency shift component Is the first derivative of the generator phase angle.

그리고, 본 발명은 상기 추정된 전압의 각 주파수 성분 을 시간 t에 대하여 미분하여 각 주파수의 가속도 를 산출하는 단계를 더 포함하고; 상기 각 가속도는 식에 의해 계산됨이 바람직하며, 상기 각 가속도 는 발전기 위상각의 2계 미분값인 것을 특징으로 한다.And, the present invention is each frequency component of the estimated voltage Is the derivative of each frequency over the time t Calculating a further; The angular acceleration is It is preferably calculated by the formula, and the angular acceleration Is the second derivative of the generator phase angle.

또한, 본 발명은 상기 주파수 편이 성분 와 각 가속도 를 이용하여 동기탈조가 안정한지를 검출하는 단계를 더 포함하고; 동기탈조가 발생하지만 안정한 경우, 전력동요를 발생시키는 발전기 상차각의 진동에 의해 각 주파수 와 각 가속도 의 궤적은 원형으로 회전하고, 전력동요가 안정해짐에 따라 (0, 120π)값에 수렴하며, 동기탈조에 의해 트립되지 않는 것이 바람직하다.In addition, the present invention is the frequency shift component And angular acceleration Detecting whether the synchronous elimination is stable by using; When synchronous stoppage occurs but is stable, each frequency is caused by vibration of generator phase difference that generates power fluctuations. And angular acceleration It is preferable that the trajectory of is rotated in a circular shape, converges to a value of (0, 120 [pi]) as the power fluctuation becomes stable, and is not tripped by synchronous elimination.

또, 본 발명은 상기 주파수 편이 성분 와 각 가속도 를 이용하여 동기탈조가 불안정한지를 검출하는 단계를 더 포함하고; 동기탈조가 불안정한 경우, 각 주파수 가 120π보다 크고 각 가속도 가 (-)값에서 (+)값으로 바뀌는 순간을 검출하여 트립신호를 출력하는 것이 바람직하다.In addition, the present invention is the frequency shift component And angular acceleration Detecting whether the synchronization synchronous is unstable using; Each frequency when synchronous stepping is unstable Is greater than 120π and the angular acceleration It is preferable to detect the moment when is changed from (-) value to (+) value and output a trip signal.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This embodiment is not intended to limit the scope of the invention, but is presented by way of example only.

도 2는 정상운전중의 전력-상차각 곡선도로서, 발전기 상차각 δ에 대한 발전기 출력의 관계를 나타낸 것이다. Fig. 2 is a power-phase difference angle curve during normal operation and shows the relationship of generator output to generator phase difference angle δ.

정상상태에서 발전기는 동기속도로 운전하지만, 계통에 외란이 발생하면 동기속도가 변하여 전기, 기계적 출력의 평형이 더 이상 유지되지 못하고 가속하게 되며, 다음 [식 1]은 회전체의 동요방정식을 나타낸다. 즉, 회전체의 동요방정식은 과도상태에서 입·출력의 차이에 의해서 발전기의 회전자 속도가 변화하고, 과도상태일 때 발전기의 입력과 출력사이의 과도적인 차이에 의해 발전기 상차각이 2차 비선형 미분방정식 형태로 변화한다.In steady state, the generator operates at synchronous speed, but when disturbance occurs in the system, the synchronous speed is changed and the electrical and mechanical output balance is no longer maintained and accelerated. The following [Equation 1] shows the shaking equation of the rotor. . In other words, the rotor equation of the rotor is changed by the difference of input and output in the transient state, and the generator phase difference angle is secondary nonlinear due to the transient difference between the input and output of the generator in the transient state. Change to differential equation form.

[식 1] [Equation 1]

[식 2] [Equation 2]

여기서, δ : 발전기의 상차각 Where δ = phase difference angle of the generator

Pm : 터빈의 기계적 입력        Pm: mechanical input of the turbine

Pe : 발전기의 전기적 출력        Pe: electrical output of the generator

Pmax : 발전기 전기적 출력의 최대값      Pmax: Maximum value of generator electrical output

Pa : 가속전력        Pa: acceleration power

M : 관성 모멘트        M: moment of inertia

[식 2]에서 발전기에서 나오는 전기적 출력(Pe)은 전원의 전압, 전원사이의 임피던스와 발전기의 상차각(δ)에 따라 달라지며, 최대전력은 δ가 90°일 때 Pmax가 된다.In [Equation 2], the electrical output (Pe) from the generator depends on the voltage of the power source, the impedance between the power source and the phase difference angle (δ) of the generator, the maximum power is Pmax when δ is 90 °.

도 3은 본 발명의 1기 무한모선 계통도로서, 계통의 상태를 다음과 같이 4가지 상태로 변할 때 도 4 및 도 5에 도시한 등면적법을 적용하여 본다. Figure 3 is a first stage infinite bus schematic diagram of the present invention, when the state of the system is changed to the four states as follows to apply the isometric area method shown in Figures 4 and 5.

① Line 2에서 3상고장 발생 ① 3 phase fault occurs on Line 2

② 고장상태 지속 ② Continued fault

③ 고장선로(Line 2)를 차단하여 고장을 제거 ③ Remove the fault by cutting off the fault line (Line 2)

④ 고장제거 후 상태지속④ Continue after removing fault

도 4는 도 3의 계통을 변화시켰을 때 안정한 경우의 전력-상차각 곡선도로서, 면적 A1구간은 [식 1]에 의해서 가속전력(Pm - Pe)이 (+) 구간 즉, 회전각이 가속하는 구간이고, 면적 A2구간은 가속전력(Pm - Pe)이 (-) 구간으로 회전각이 감속하는 구간으로, 도 3의 계통을 위의 4가지 상태와 같이 변화시켰을 때 안정한 경우의 전력-상차각 곡선과 상차각의 변화를 나타낸 것이다.4 is a power of stable when time is changed the system of Fig. 3-phase difference as the respective curves, the area A 1 interval [Equation 1] acceleration power by (P m - P e) the (+) region that is, rotation The angle is the acceleration period, and the area A 2 is the acceleration angle (P m -P e ) is the interval where the rotation angle is decelerated to the (-) interval, and when the system of FIG. 3 is changed as the above four states. It shows the power-phase difference curve and the change of phase difference in a stable case.

즉, 안정한 경우로서 회전각 가속구간(면적 A1)과 감속구간(면적 A2)면적이 같아지는 지점에서 발전기 회전각의 속도가 0이 되어 다시 감속하게 되며 감속, 가속을 반복하면서 안정하게 수렴하게 된다.That is, as a stable case, the speed of the generator rotation angle becomes 0 at the point where the rotation angle acceleration section (area A 1 ) and the deceleration section (area A 2 ) are the same, and then decelerate again. Done.

도 5는 도 3의 계통을 변화시켰을 때 불안정한 경우의 전력-상차각 곡선도로서, 면적 A1구간은 [식 1]에 의해서 가속전력(Pm - Pe)이 (+) 구간 즉, 회전각이 가속하는 구간이고 면적 A2구간은 가속전력(Pm - Pe)이 (-) 구간으로 회전각이 감속하는 구간으로, 도 3의 계통을 위의 4가지 상태와 같이 변화시켰을 때 불안정한 경우의 전력-상차각 곡선과 상차각의 변화를 나타낸 것이다.5 is a power of unstable when time is changed the system of Fig. 3-phase difference as the respective curves, the area A 1 interval [Equation 1] acceleration power by (P m - P e) the (+) region that is, rotation The area where the angle is accelerating and the area A 2 is the area where the rotation angle decelerates from the acceleration power (P m -P e ) to the minus (-) area, is unstable when the system of FIG. The power-phase difference curve and the change of phase difference in the case are shown.

즉, 불안정한 경우로서 면적 A2가 면적 A1보다 작게 되어 회전각 속도가 완전히 감속하지 못하고 계속 가속하게 되어 회전각이 발산하게 된다.That is, as an unstable case, the area A 2 becomes smaller than the area A 1 so that the rotation angle speed does not completely decelerate and continues to accelerate, and the rotation angle diverges.

도 6은 본 발명의 발전기 위상각 추정을 위한 1기 무한모선 계통 모델을 나타낸 도면으로, 모선(Bus) A에서 측정한 전압은 다음 [식 3]과 같다.FIG. 6 is a diagram illustrating a first infinite bus system model for generator phase angle estimation according to the present invention. The voltage measured at bus A is as follows.

[식 3] [Equation 3]

[식 3]을 순시전압으로 나타내면 다음 [식 4]와 같다.When [Equation 3] is expressed as instantaneous voltage, it is as follows.

[식 4] [Equation 4]

여기서, 는 기본 각 주파수(2πf)를 의미하고, δ(t)는 power swing시 시간에 따라 변화하는 발전기 위상각이다.here, Is the fundamental angular frequency (2π f ), and δ (t) is the generator phase angle that changes with time during power swing.

[식 4]의 순시전압은 후술하는 [식 9]-[식 10]을 이용하여 DFT(discrete Fourier transform)를 통해 전압의 기본파 페이저를 추출한 후, [식 11]의 페이저 위상각의 변화율을 이용하면 각 주파수 를 추정할 수 있다.The instantaneous voltage of [Equation 4] is obtained by extracting the fundamental wave phaser of the voltage through the Discrete Fourier transform (DFT) using Equations 9]-[Equation 10], which will be described later. Each frequency Can be estimated.

추정된 각 주파수 는 다음 [식 5]와 같다.Estimated frequency Is as shown in [Equation 5].

[식 5] [Equation 5]

여기서 : 는 각 주파수의 편이이다.here : Is the shift of each frequency.

[식 5]를 시간 t에 대하여 미분한 각 가속도 는 다음 [식 6]과 같다.Angular Acceleration Differentiating Equation 5 with Time t Is as shown in [Equation 6].

[식 6] [Equation 6]

따라서, 전압의 주파수 편이를 계산하여 [식 1]과 같이 발전기의 위상각의 2계 미분값의 추정이 가능하다.Therefore, by calculating the frequency shift of the voltage, it is possible to estimate the second derivative of the phase angle of the generator as shown in [Equation 1].

도 7은 본 발명의 시간에 따른 발전기 위상각의 궤적을 나타낸 도면으로, 발전기 위상각의 변화에 따른 발전기 위상각의 미분값(속도)의 변화를 나타낸 것이다.7 is a view showing the trajectory of the generator phase angle with time of the present invention, showing a change in the derivative value (speed) of the generator phase angle according to the change of the generator phase angle.

도 7을 참조하면, 안정한 경우(stable swing)는 회전각의 속도가 점점 감소하여 0이 되는 시점이 존재하지만, 불안정한 경우(unstable swing)는 회전각의 속도가 완전히 감속하지 못하고 가속하게 된다.Referring to FIG. 7, in the case of a stable swing, there is a time when the speed of the rotation angle gradually decreases to zero, but in the unstable swing, the speed of the rotation angle does not fully decelerate and accelerates.

따라서, 발전기 회전각이 완전히 감속되지 않고 가속하기 시작하는 시점 이후에는 더 이상 발전기의 위상각이 동기를 유지하지 못하고 탈조하게 됨에 따라 이와 같은 시점을 검출하면 정확하게 동기탈조를 검출할 수 있다.Therefore, after the generator rotation angle does not fully decelerate and starts to accelerate, the phase angle of the generator no longer maintains synchronism, so that the synchronism can be accurately detected when such a point is detected.

도 8은 도 7에서 안정한 경우의 전력-상차각 곡선도로서, 도 7에서 안정한 경우(stable swing)는 사고제거(tc) 후 위상각이 증가하다가 (tr)시점에서 다시 감소하게 된다. 이때, 발전기 위상각의 미분 은 0이 되고, 가속전력 은 음의 값을 가지며, 다음 [식 7]과 같다.FIG. 8 is a diagram showing a power-phase difference angle curve when stable in FIG. 7. In the stable swing in FIG. 7, the phase angle increases after the accident elimination t c and decreases again at the time t r . At this time, the derivative of the generator phase angle Becomes 0, acceleration power Has a negative value, as shown in Equation 7 below.

[식 7] [Equation 7]

도 8을 참조하면, ① - ⑤까지 위상각이 진동함에 따라 각 주파수 와 각 가속도 의 궤적은 다음 도 9와 같다.Referring to Figure 8, each frequency as the phase angle oscillates up to ①-⑤ And angular acceleration The locus of is as shown in FIG.

도 9는 도 8에서 주파수와 가속도의 궤적에 의한 동기탈조 검출을 나타낸 도면으로, 전력-상차각 곡선이 도 8과 같을 때, 의 궤적을 나타낸 것이다.FIG. 9 is a diagram illustrating synchronous step-off detection by a trajectory of frequency and acceleration in FIG. 8, when the power-phase difference angle curve is as shown in FIG. 8. Wow It shows the trajectory of.

도 9를 참조하면, 안정한 경우(stable swing)는 전력동요(power swing)를 발생시키는 발전기 상차각의 진동에 의해서 궤적은 원형으로 회전하며, 안정해짐에 따라 점점 (0, 120π)값에 수렴한다.Referring to FIG. 9, in a stable swing, the trajectory rotates in a circular shape due to the vibration of the generator phase difference that generates a power swing, and gradually converges to a value of (0, 120π) as it becomes stable. .

도 10은 도 7에서 불안정한 경우의 전력-상차각 곡선도로서, 도 7에서 불안정한 경우(unstable swing)는 사고제거(tc) 후 전기적인 출력이 기계적 입력보다 작아지는 시점부터 위상각이 급격히 상승한다. 이때, 발전기 위상각의 미분 은 0이상이 되고, 가속전력 은 0의 값을 가지며 다음 [식 8]과 같다.10 is a power of the, if unstable in the 7-phase difference as each curve also, in some cases 7 labile (unstable swing) is a rapidly rising phase from the moment that decreases the electric output after removing accident (t c) than the mechanical input each do. At this time, the derivative of the generator phase angle Becomes 0 or more, and the acceleration power Has a value of 0 and is represented by the following [Formula 8].

[식 8] [Equation 8]

도 10을 참조하면, ① - ③까지 위상각이 진동함에 따라 각 주파수 와 각 가속도 의 궤적은 다음 도 11과 같다.Referring to Figure 10, each frequency as the phase angle oscillates up to ①-③ And angular acceleration The trajectory of is as shown in FIG.

도 11은 도 10에서 주파수와 가속도의 궤적에 의한 동기탈조 검출을 나타낸 도면으로, 전력-상차각 곡선이 도 10과 같을 때, 의 궤적을 나타낸 것이다.FIG. 11 is a diagram illustrating synchronous step-off detection by a trajectory of frequency and acceleration in FIG. 10. When the power-phase difference angle curve is the same as in FIG. 10, FIG. Wow It shows the trajectory of.

도 11을 참조하면, ②지점에서 ③지점 즉, 각 주파수가 120π보다 크고 각 가속도가 (-)값에서 (+)값으로 바뀌는 순간을 검출하여 트립신호를 출력한다.Referring to FIG. 11, a trip signal is output by detecting a moment at a point ② from a point ③, that is, when each frequency is greater than 120 pi and each acceleration changes from a negative value to a positive value.

도 12는 본 발명에 의한 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출 알고리즘을 도시한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a synchronous stop detection algorithm using a frequency shift of a voltage according to the present invention.

입력받은 순시전압은 DFT필터를 이용하여 [식 10]과 같이 기본파를 추출하였다. [식 5]와 같은 전압의 주파수 편이를 추정하기 위하여 기본파의 페이저 위상각의 변화율을 계산하였다. [식 5]의 변화율을 계산하여 [식 6]의 발전기의 2계 미분값을 추정하였다.The input instantaneous voltage was extracted with the fundamental wave as shown in [Equation 10] by using the DFT filter. In order to estimate the frequency shift of the voltage as shown in [Equation 5], the rate of change of the phaser phase angle of the fundamental wave was calculated. By calculating the rate of change of Equation 5, the second derivative of the generator of Equation 6 was estimated.

좀더 자세히 설명하면, 도 6의 발전기 출력단 모선에서 입력받은 순시전압([식 4])은 다음의 DFT(Discrete Fourier Transform)필터를 이용하여 전압의 기본파 페이저를 계산할 수 있다. 이산 입력신호가 v(k) 이고 한 주기동안의 샘플 수를 N 이라고 하면, 이 신호를 DFT변환한 식은 [식 9]와 같다.In more detail, the instantaneous voltage ([Equation 4]) received from the generator output terminal bus of FIG. 6 may calculate the fundamental wave phase of the voltage using the following Discrete Fourier Transform (DFT) filter. If the discrete input signal is v (k) and the number of samples in one period is N , the equation of DFT conversion of this signal is shown in [Equation 9].

[식 9] [Equation 9]

여기서, here,

v(k) : 전압의 샘플링 값         v (k): Sampling value of voltage

N : 샘플링 수           N: sampling number

n=1 일 때, 기본파를 추출한 페이저식은 다음 [식 10]과 같다.When n = 1, the phaser equation from which the fundamental wave is extracted is as shown in [Equation 10].

[식 10] [Equation 10]

여기서, here,

상기 DFT를 통해 추출된 전압의 기본파 페이저 위상각의 변화율을 이용하여 전압의 각 주파수 를 추정할 수 있다.Each frequency of the voltage using the rate of change of the fundamental wave phaser phase angle of the voltage extracted through the DFT Can be estimated.

페이저 위상각의 각 주파수는 다음 [식 11]과 같다.Each frequency of the phaser phase angle is shown in Equation 11 below.

[식 11] [Equation 11]

여기서, here,

: 신호의 각 주파수 성분 [rad/s] : Each frequency component of the signal [rad / s]

T : 샘플링 간격 [s] T : Sampling interval [s]

상기의 [식 11]과 같이 페이저 위상각의 변화율을 계산하여 주파수 성분을 추정할 수 있다.The frequency component can be estimated by calculating the rate of change of the phaser phase angle as shown in [Equation 11].

추정된 각 주파수 는 다음 [식 5]와 같다.Estimated frequency Is as shown in [Equation 5].

[식 5] [Equation 5]

여기서 : 는 각 주파수의 편이이다.here : Is the shift of each frequency.

[식 5]를 시간 t에 대하여 미분한 각 가속도 는 다음 [식 6]과 같다.Angular Acceleration Differentiating Equation 5 with Time t Is as shown in [Equation 6].

[식 6] [Equation 6]

따라서, 전압의 주파수 편이를 계산하여 [식 1]과 같이 발전기 위상각의 2계 미분값의 추정이 가능하다.Therefore, by calculating the frequency shift of the voltage, it is possible to estimate the second derivative of the generator phase angle as shown in [Equation 1].

전압의 주파수 편이는 발전기 위상각의 1계 미분값 가 되며, 이 값의 변화율을 계산하여 발전기 위상각의 2계 미분값 를 추정하였다.The frequency shift of the voltage is the first derivative of the phase angle of the generator. The second derivative of the phase angle of the generator is calculated by calculating the rate of change of this value. Was estimated.

따라서, 추정된 각 주파수 편이 성분 와 각 가속도 성분 를 이용하여 동기탈조를 검출하는 단계로서 각 주파수가 120π보다 크고 각 가속도가 (-)값에서 (+)값으로 바뀌는 순간을 검출하여 트립신호를 출력하게 된다.Thus, each estimated frequency shift component And angular acceleration components Detecting the synchronous out-of-order using the method detects the moment when each frequency is greater than 120 pi and each acceleration changes from a negative value to a positive value and outputs a trip signal.

알고리즘의 검증은 EMTP(Electromagnetic Transient Program)를 통한 154kV 계통 모델링에서 얻은 데이터를 사용하였으며, 전압주파수 편이의 추정과 동기탈조 검출 알고리즘의 구현은 하드웨어 구현이 쉽도록 Fortran으로 컴파일된 EMTP내의 MODELS란 언어를 사용하였다.For the verification of the algorithm, data obtained from 154kV system modeling through the Electromagnetic Transient Program (EMTP) was used.The estimation of voltage frequency shift and the implementation of the synchronous deviation detection algorithm use the language MODELS in EMTP compiled with Fortran for easy hardware implementation. Used.

도 13은 본 발명에 사용된 345kV 2회선 계통도로서, 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출 알고리즘의 검증을 위해 시뮬레이션에 사용된 계통을 나타낸 것이다. FIG. 13 is a 345kV two-line system diagram used in the present invention, which shows a system used in the simulation for verification of a synchronous deviation detection algorithm using a frequency shift of a voltage.

도 13을 참조하면, 계통 전압은 345kV이고 동기발전기 G1이 연결된 모선(BUS) 1에서 모선(BUS) 2를 향하여 조류가 흐르고 모선(BUS) 1에 계전기(Relay) A가 연결되어 있을 때 모선(BUS) 1과 모선(BUS) 2사이의 선로(Line) 2에서 고장을 발생시켜 일정시간 지속 후 선로(Line) 2를 차단하였다. Referring to FIG. 13, when the grid voltage is 345 kV and current flows from bus BUS 1 to BUS 2 to which synchronous generator G1 is connected and relay A is connected to bus BUS 1, Line 2 between BUS 1 and bus 2 has failed and the line 2 has been shut off after a certain period of time.

동기 발전기 G1는 EMTP Type-59 동기기 모델과 TACS를 사용한 조속기, 여자기 모델을 사용하여 22kV 전압과 6300MVA 용량의 울진 N/P를 모델링하였다. Synchronous generator G1 modeled Uljin N / P with 22kV voltage and 6300MVA capacity using EMTP Type-59 synchronizer model, governor and exciter model using TACS.

선로의 길이는 100km이고 기준용량은 100MVA로 계산하였다. 계통에 동기탈조 상태를 모의하기 위해 시뮬레이션 시작 2초 후에 그림 12의 선로(Line) 2의 95%지점에 3상고장을 발생시키고 각각 고장지속시간 20주기, 35주기 후 고장을 제거하였다. 고장이 제거된 후 발전기 G1에서 전력동요가 발생하였다. 동기발전기 G1의 초기 위상각은 20도로 설정하였다.The length of the track was 100km and the reference capacity was calculated as 100MVA. In order to simulate the synchronous breakdown condition, three phase failure occurred at 95% of Line 2 in Fig. 12 two seconds after the start of the simulation, and the failure was eliminated after 20 cycles and 35 cycles, respectively. After the fault was eliminated, power fluctuations occurred in the generator G1. The initial phase angle of the synchronous generator G1 was set to 20 degrees.

도 14는 도 13에서 고장 지속시간 20주기에서의 추정된 발전기 각 및 실제 발전기 각을 나타낸 도면으로, 실제 발전기 위상각(δ), 추정된 발전기의 위상각의 미분값 및 2계 미분값 를 나타내고 있다.FIG. 14 is a diagram illustrating an estimated generator angle and an actual generator angle at 20 cycles of failure duration in FIG. 13, wherein the actual generator phase angle δ and the derivative value of the estimated generator phase angle are shown. FIG. And second derivative Indicates.

도 14를 참조하면, 도 13의 계통도에서 선로(Line) 2의 95%지점에 3상고장을 발생시키고 고장 지속시간 20주기 후 고장을 차단했다. 발전기 위상각은 진동하지만, 안정한 경우로 동기탈조는 발생되지 않고, 전력동요(power swing)만 발생하였으며, DFT를 이용하여 추정된 발전기 위상각은 실제 발전기 각의 미분값과 위상이 거의 일치하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 14, in the schematic diagram of FIG. 13, a three-phase fault was generated at 95% of the line 2 and the fault was cut off after 20 cycles of failure duration. The generator phase angle oscillates, but it is stable. Synchronous lag does not occur, only the power swing occurs. The generator phase angle estimated using the DFT is almost in phase with the derivative value of the actual generator angle. Able to know.

도 15는 도 14에서 주파수와 가속도의 궤적을 나타낸 도면으로, 고장 지속시간 20주기에서 추정된 발전기 위상각의 궤적을 나타낸 것이다.FIG. 15 is a diagram illustrating a trajectory of frequency and acceleration in FIG. 14 and illustrates a trajectory of a generator phase angle estimated at 20 cycles of failure duration.

도 15를 참조하면, 도 9와 마찬가지로 궤적이 기본주파수(0, 120π)를 중심으로 원형을 그리는 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 15, as in FIG. 9, it can be seen that the trajectory is circular around the fundamental frequency (0, 120π).

도 16은 도 13에서 고장 지속시간 35주기에서의 추정된 발전기 각 및 실제 발전기각을 나타낸 도면으로, 실제 발전기 위상각(δ), 추정된 발전기의 위상각의 미분값 및 2계 미분값 를 나타내고 있다.FIG. 16 is a diagram illustrating an estimated generator angle and an actual generator angle at 35 cycles of failure duration in FIG. 13, wherein the actual generator phase angle δ and the derivative value of the estimated generator phase angle are shown. FIG. And second derivative Indicates.

도 16을 참조하면, 도 13의 계통도에서 선로(Line) 2의 95%지점에 3상고장을 발생시키고 고장 지속시간 35주기 후 고장을 차단했다. 시뮬레이션 시작 6초 이후에 발전기 위상각이 가속하여 동기탈조가 발생하였다. 전기적인 출력이 기계적인 입력보다 작아지는 시점인 6초 지점에서 위상각이 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 16, in the schematic diagram of FIG. 13, a three-phase fault was generated at 95% of the line 2 and the fault was shut off after 35 cycles of failure duration. Six seconds after the start of the simulation, the generator phase angle accelerated, causing synchronous out-of-order. It can be seen that the phase angle increases sharply at 6 seconds, when the electrical output becomes smaller than the mechanical input.

도 17은 도 16에서 주파수와 가속도의 궤적을 나타낸 도면으로, 고장 지속시간 35주기에서 추정된 발전기 위상각의 궤적을 나타낸 것이다.FIG. 17 is a diagram illustrating a trajectory of frequency and acceleration in FIG. 16, and illustrates a trajectory of a generator phase angle estimated at 35 cycles of failure duration.

도 17을 참조하면, 도 15와는 달리 불안정한 경우로서 궤적이 위상각의 미분값(각 주파수)는 기본 주파수(120π)보다 크면서 위상각의 2계 미분값(각 가속도)은 (-)에서 (+)로 이동하는 시점이 존재함을 알 수 있다. 따라서, 시뮬레이션 시간 6초 시점에서 동기탈조를 검출할 수 있다.Referring to FIG. 17, unlike in FIG. 15, the differential value of the phase angle (angular frequency) is larger than the fundamental frequency (120π) while the second derivative of the phase angle (angular acceleration) is (−) from (−). It can be seen that there is a time point to move to +). Therefore, the synchronization lag can be detected at the time point of the simulation time of 6 seconds.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it will be apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법에 의하면, DFT(Discrete Fourier Transform) 신호처리에 의한 전압의 주파수 편이를 이용하여 발전기 위상각을 추정하고, 추정된 발전기 위상각을 가지고 과도 안정도 평가방법인 등면적법을 통해 과도 안정도를 판정한 후, 판정된 결과에 따라 발전기 위상각의 1계 미분값과 발전기 위상각의 2계 미분값 궤적을 분석하여 불안정한 경우의 동기탈조를 신속히 검출하므로 계통의 동요에 정확히 대처하고, 계전기의 오동작 및 부동작을 방지하여 계통의 안정도 향상에 기여한다는 효과가 있다.As described above, according to the synchronous stop detection method using the frequency shift of the voltage according to the present invention, the generator phase angle is estimated using the frequency shift of the voltage by the Discrete Fourier Transform (DFT) signal processing, and the estimated When the transient stability is determined by the isometry method, which is a method of evaluating transient stability with the generator phase angle, the first derivative of the generator phase angle and the second derivative of the generator phase angle are analyzed and unstable. By detecting synchronous drift quickly, it is effective to cope with the fluctuation of the system and to prevent the malfunction and the malfunction of the relay and contribute to improving the stability of the system.

결론적으로, 현재는 정보화 사회로서 높은 품질의 전력 수요가 증가하고 있으며, 전력 수요에서 전력의 품질 및 안정도는 더욱 중요한 문제로 떠오르고 있으므로, 전력 계통상의 안정도에 영향을 미치는 고장과 같은 외란에 의한 동기탈조 현상의 발생은 조기에 발견되고 저지되어야 한다. 그러나 전력 수요가 증가함에 따라 선로에 흐르는 전력 또한 커지게 되고, 계통이 불안정해질 가능성이 증가하게 되었다. 이에 동기탈조를 정확히 검출하여 불안정한 발전기를 계통에서 분리시키지 않으면 연쇄적인 발전기의 탈조가 발생하며 계통의 불안정을 야기시킨다.In conclusion, the demand for high quality electric power is increasing as an information society, and the quality and stability of electric power are becoming more important issues in the power demand. Therefore, synchronous outage caused by disturbances such as failures affecting the stability of the power system. The occurrence of phenomena should be detected and stopped early. However, as the demand for power increased, the power flowing to the track also increased, increasing the likelihood of system instability. Therefore, if the synchronous outage is correctly detected and the unstable generator is not separated from the grid, the chain generator is out of chain and causes instability of the system.

그런데, 현재 사용되고 있는 동기탈조 계전기는 빠른 계통의 동요에 의한 동기탈조에 대해서 부동작 및 R-X(피상임피던스)궤적에 의한 검출의 한계로 인해서 계통의 안정도를 저하시킬 가능성이 존재하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 직접 발전기의 위상차를 추정하여 안정도를 평가하고 불안정한 경우 동기탈조가 발생되기 때문에 불안정한 발전기는 계통에서 분리시켜 주어야 한다. 본 발명은 전압의 주파수 편이를 이용하여 발전기 위상차를 추정하기 때문에 안정도 평가를 통해 동기탈조를 근본적으로 검출할 수 있으며, 아울러 계통의 안정도 증진에 크게 기여할 것으로 기대된다.By the way, the synchronous aeration relay currently used has the possibility of deteriorating the stability of the system due to the limitation of the detection by the synchronous operation and the R-X (apparent impedance) trajectory due to the rapid system fluctuation. In order to solve this problem, it is necessary to estimate the phase difference of the generator directly, evaluate the stability, and if it is unstable, synchronous outage occurs, so the unstable generator should be separated from the system. Since the present invention estimates the phase difference of the generator using the frequency shift of the voltage, it is possible to fundamentally detect the synchronous out-of-order through stability evaluation, and is expected to contribute greatly to the stability of the system.

도 1은 종래 동기탈조 계전기의 임피던스 동작특성을 나타낸 도면,1 is a view showing the impedance operation characteristics of a conventional synchronous elimination relay;

도 2는 정상운전중의 전력-상차각 곡선도,2 is a power-phase difference angle curve diagram during normal operation;

도 3은 본 발명의 1기 무한모선 계통도,3 is a diagram of the first stage infinite bus line of the present invention,

도 4는 도 3의 계통을 변화시켰을 때 안정한 경우의 전력-상차각 곡선도,4 is a power-phase difference angle curve when stable when changing the system of FIG.

도 5는 도 3의 계통을 변화시켰을 때 불안정한 경우의 전력-상차각 곡선도,5 is a power-phase difference angle curve when unstable when changing the system of FIG.

도 6은 본 발명의 발전기 위상각 추정을 위한 1기 무한모선 계통 모델을 나타낸 도면,FIG. 6 is a diagram illustrating a first infinite bus system model for generator phase angle estimation of the present invention; FIG.

도 7은 본 발명의 시간에 따른 발전기 위상각의 궤적을 나타낸 도면,7 is a view showing the trajectory of the generator phase angle over time of the present invention,

도 8은 도 7에서 안정한 경우의 전력-상차각 곡선도,FIG. 8 is a power-phase difference angle curve when stable in FIG. 7;

도 9는 도 8에서 주파수와 가속도의 궤적에 의한 동기탈조 검출을 나타낸 도면,FIG. 9 is a diagram illustrating synchronous stop detection due to a trajectory of a frequency and an acceleration in FIG. 8;

도 10은 도 7에서 불안정한 경우의 전력-상차각 곡선도,FIG. 10 is a power-phase difference curve diagram when unstable in FIG. 7;

도 11은 도 10에서 주파수와 가속도의 궤적에 의한 동기탈조 검출을 나타낸 도면,FIG. 11 is a diagram illustrating synchronous stop detection due to a trajectory of a frequency and an acceleration in FIG. 10;

도 12는 본 발명에 의한 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출 알고리즘을 구현한 순서도,12 is a flowchart implementing a synchronous stop detection algorithm using the frequency shift of the voltage according to the present invention;

도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 345kV 2회선 계통도,13 is a 345kV two-line schematic diagram according to an embodiment of the present invention,

도 14는 도 13에서 고장 지속시간 20주기에서의 추정된 발전기 각 및 실제 발전기 각을 나타낸 도면,FIG. 14 is a diagram showing an estimated generator angle and actual generator angle at 20 cycles of failure duration in FIG. 13;

도 15는 도 14에서 주파수와 가속도의 궤적을 나타낸 도면,FIG. 15 is a diagram illustrating a trajectory of frequency and acceleration in FIG. 14;

도 16은 도 13에서 고장 지속시간 35주기에서의 추정된 발전기 각 및 실제 발전기각을 나타낸 도면,FIG. 16 is a diagram showing an estimated generator angle and actual generator angle at 35 cycles of failure duration in FIG. 13;

도 17은 도 16에서 주파수와 가속도의 궤적을 나타낸 도면.FIG. 17 is a diagram illustrating a trajectory of frequency and acceleration in FIG. 16. FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *       Explanation of symbols on the main parts of the drawings

: 주파수 성분 : 기본 주파수 성분 Frequency component : Fundamental frequency component

: 주파수 편이 성분 : 가속도 성분 Frequency shift component : Acceleration component

Claims (7)

발전기 출력단 모선에서 입력받은 전압을 DFT필터를 이용하여 전압의 기본파를 추출하는 단계와, 상기 추출된 기본파의 페이저 위상각의 변화율을 계산하여 전압의 각 주파수 성분을 추정하는 단계와, 상기 추정된 전압의 각 주파수를 이용하여 발전기 위상각을 추정하는 단계를 포함하되;Extracting the fundamental wave of the voltage from the voltage inputted from the generator output bus using a DFT filter, estimating each frequency component of the voltage by calculating a rate of change of the phaser phase angle of the extracted fundamental wave; Estimating a generator phase angle using each frequency of the applied voltage; 상기 전압의 기본파는 페이저식에 의해 추출되고,The fundamental wave of the voltage Extracted by a pager formula, 상기 페이저 위상각의 변화율은 식에 의해 계산되며;The rate of change of the phaser phase angle is Calculated by the formula; 상기 전압의 각 주파수는 식에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법.Each frequency of the voltage A synchronous stop detection method using the frequency shift of the voltage, characterized in that estimated by the equation. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 추정된 전압의 각 주파수 성분 은 기본 주파수 성분 와 각 주파수 편이 성분 로 구성되며;Each frequency component of the estimated voltage Is the fundamental frequency component And each frequency shift component Consisting of; 상기 발전기 위상각은 주파수 편이 성분 을 이용하여 추정되는 것을 특징으로 하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법.The generator phase angle is a frequency shift component Synchronous departure detection method using the frequency shift of the voltage, characterized in that estimated using. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 추정된 전압의 각 주파수 성분 을 시간 t에 대하여 미분하여 각 주파수의 가속도 를 산출하는 단계를 더 포함하고;Each frequency component of the estimated voltage Is the derivative of each frequency over the time t Calculating a further; 상기 각 가속도는 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법.The angular acceleration is A synchronous stop detection method using the frequency shift of the voltage, characterized in that calculated by the formula. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 주파수 편이 성분 와 각 가속도 를 이용하여 동기탈조가 안정한지를 검출하는 단계를 더 포함하고;The frequency shift component And angular acceleration Detecting whether the synchronous elimination is stable by using; 동기탈조가 발생하지만 안정한 경우, 전력동요를 발생시키는 발전기 상차각의 진동에 의해 각 주파수 와 각 가속도 의 궤적은 원형으로 회전하고, 전력동요가 안정해짐에 따라 (0, 120π)값에 수렴하며, 동기탈조에 의해 트립되지 않는 것을 특징으로 하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법.When synchronous stoppage occurs but is stable, each frequency is caused by vibration of generator phase difference that generates power fluctuations. And angular acceleration The trajectory of the synchronous out-of-band detection method using the frequency shift of the voltage, characterized in that the rotation of the circle rotates, converges to (0, 120π) value as the power fluctuations stabilize. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 주파수 편이 성분 와 각 가속도 를 이용하여 동기탈조가 불안정한지를 검출하는 단계를 더 포함하고;The frequency shift component And angular acceleration Detecting whether the synchronization synchronous is unstable using; 동기탈조가 불안정한 경우, 각 주파수 가 120π보다 크고 각 가속도 가 (-)값에서 (+)값으로 바뀌는 순간을 검출하여 트립신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법.Each frequency when synchronous stepping is unstable Is greater than 120π and the angular acceleration And a trip signal is output by detecting a moment when the signal is changed from a negative value to a positive value, and outputting a trip signal. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 각 주파수 편이 성분 는 발전기 위상각의 1계 미분값인 것을 특징으로 하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법.Each frequency shift component Is a first derivative of the phase angle of the generator. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 각 가속도 는 발전기 위상각의 2계 미분값인 것을 특징으로 하는 전압의 주파수 편이를 이용한 동기탈조 검출방법.The angular acceleration Is a second derivative of the phase angle of the generator.
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