KR20100063425A - 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법 및 장치 - Google Patents

왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에는 분산전원시스템의 전력변환기(110)에 단독운전검출유닛(120)이 구비된다. 상기 단독운전검출유닛(120)에는 계통전압에서 d-q 정지좌표계전압을 계산하는 제 1계산부(122a)와, 상기 d-q 정지좌표계전압에서 d-q 동기좌표계전압을 계산하는 제 2계산부(122b) 및 상기 제 2계산부(122b)에서 계산된 d-q 동기좌표계전압 중 d축 전압에 기초하여 단독운전 여부를 판단하는 단독운전판단부(124)가 구비된다. 상기 단독운전판단부(124)는 상기 d축 전압에 왜곡성분이 포함되어 있으면 상기 분산전원시스템이 계통 연계된 상태로 운전되고 있다라고 판단하고, 상기 d축 전압에 왜곡성분이 미포함되어 있으면, 즉 d축 전압이 '0'의 값이면 전력계통(130)과 차단된 상태에서 전력변환기(110)의 계통 연계형 인버터만이 운전되어 분산전원(100)이 수용가 부하(140)로 계속 공급되고 있는 단독운전상태로 판단한다. 단독운전상태가 되면 제어부(126)는 상기 수용가 부하(140)로 공급되고 있는 분산전원(100)을 차단시킨다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 전력계통에 주입하는 전류의 파형을 주기적으로 왜곡시키지 않고서도 단독운전을 검출할 수 있고, 또 출력전류가 왜곡되지 않게 되어 전력품질의 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.
분산전원시스템, 단독운전, 동기좌표계 d축 전압, 왜곡성분

Description

왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법 및 장치{Islanding Detection Method and Apparatus using Distorted Grid Voltage}
본 발명은 단독운전 검출에 관한 것으로, 특히 계통전압이 왜곡된 조건을 갖는 분산전원시스템에서 그 왜곡된 계통전압을 이용하여 단독운전 현상을 검출하도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
단독운전은 전력계통에 정전과 같은 이상상태가 발생하거나 또는 점검이 필요한 경우에 전력계통 측에 설치된 차단기(Breaker)가 차단되더라도 분산전원이 이를 감지하지 못하고 수용가 부하에 계속적으로 전력을 공급하는 상태를 말한다.
상기 단독운전이 발생하게 되면, 출력전압과 주파수가 정해진 허용범위를 넘어설 수 있고, 또 연결된 각종 부하에 손상을 발생시킬 수 있다. 더욱이 전력계통 측 라인에서 작업하는 근로자가 감전위험에 노출될 수 있으며, 전력계통이 정상상태로 복귀하면 분산전원과 계통전압과의 위상차이로 피해가 발생하거나 전력계통의 회복을 방해할 수 있다.
그래서 상기 전력계통의 이상으로 인하여 전력계통이 차단되는 경우에 상기 단독운전 상태를 검출하고 이를 방지하는 기술이 필요하게 되었다. 통상 단독운전 검출은 0.5초 이내에 검출하여 분산전원시스템의 운전을 정지시켜야 한다.
현재 단독운전을 검출하는 기술에는 분산전원이 연계된 계통에서 전압, 전류, 주파수를 계측하여 전력계통과의 분리 여부를 판정하는 수동적 방식이 있다. 즉 분산전원의 발전량과 수용가 부하의 소비량의 차이가 있는 경우에는 전력계통의 차단기가 차단되더라도 전압 및 주파수의 변화를 감지하여 단독운전 현상을 검출할 수 있었다.
그러나 분산전원에서 공급하는 전력과 수용가 부하에서 소비하는 전력이 유사할 경우 그 변동폭이 매우 작기 때문에 전압, 전류, 주파수를 계측하는 것만으로는 단독운전상태를 검출하는 것이 힘들었다.
이와 같은 경우에는 분산전원의 발전량과 수용가 부하가 요구하는 전력량과의 평형상태를 인위적으로 깨뜨려 적극적으로 단독운전을 검출하는 능동적 방안이 사용되고 있다. 상기 능동적 방안은 상기 수동적 방식에 비해 단독운전을 검출하지못하는 불검출 영역(None Detection Zone)을 최소로 할 수 있으며 신속하게 단독운전을 검출할 수 있다. 여기에는 주파수 바이어스 기법, SFS(Sandia Frequency Shift) 기법, 고주파 주입기법, 무효전력 주입기법 등이 있다. 그 중 주파수 바이어스 방법은 정현파를 갖는 분산전원의 출력전류에 약간의 데드타임(Dead Time)을 주어 수용가 부하에 공급하는 방법이다. 이 주파수 바이어스를 이용한 실시 예가 도 1에 도시되어 있다. 주파수 바이어스 방법은 정현파를 갖는 분산전원의 출력전류에 약간의 데드타임(Dead Time)을 주어 공통접속점(PCC : Point of Common Coupling)에 공급하는 방법으로, 도 1과 같이 약간의 왜곡된 출력전류지령을 부하 게 공급하게 된다. 상기 데드타임은, 계통전압의 반주기 Tutility/2 동안에 제로타임 tz가 어느 정도 되는지를 나타내는 비율로서 표현된다.
하지만, 상기한 능동적 방안은 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 분산전원의 출력을 임의로 변경시키거나 전력계통의 구조를 변경해야 하기 때문에 전력계통에 의도하지 않은 영향을 초래할 수 있는 문제가 있다.
특히 분산전원의 발전량과 부하의 소비량 사이에 차이가 없는 경우에는 상술한 바와 같이 분산전원의 발전량과 수용가 부하가 요구하는 전력량과의 평형상태를 인위적으로 깨뜨려야 하기 때문에 전력계통에 주입하는 전류의 파형을 주기적으로 왜곡시켜서 단독운전을 검출해야 한다. 이 경우 전력품질이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 계통전압이 왜곡된 경우 전력계통을 임의로 변경하지 않고 계통전압의 왜곡성분을 추출하여 단독운전 현상을 검출하고자 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 분산전원시스템에서 계통전압의 왜곡 여부를 감시하는 단계; 상기 감시결과 계통전압이 왜곡된 경우 상기 계통전압의 왜곡성분을 추출하는 단계; 그리고, 상기 왜곡성분 추출 여부에 따라 상기 분산전원시스템의 단독운전상태를 판단하는 단계;를 포함하고, 상기 왜곡성분이 미 추출된 단독운전상태이면, 수용가 부하로 공급되고 있는 전력을 차단시키도록 구성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 계통전압을 d-q 정지좌표계전압으로 계산하는 단계; 상기 계산된 d-q 정지좌표계전압을 d-q 동기좌표계전압으로 계산하는 단계; 그리고, 상기 계산된 d-q 동기좌표계전압의 d축 전압과 q축 전압 중 상기 d축 전압을 이용하여 분산전원시스템의 단독운전 상태를 검출하는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 d축 전압이 '0'의 값이면 상기 분산전원시스템이 단독운전상태로 운전되고 있고, 상기 d축 전압에 왜곡성분이 포함되어 있으면 상기 분산전원시스템이 계통 연계된 상태에서 운전되고 있는 것으로 판단한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 분산전원과 계통전압의 위상을 동기화시키면서 상기 분산전원을 발전하는 전력변환기; 상기 전력변환기에서 발전된 전기에너지를 공급받는 전력계통; 상기 전력변환기에서 발전된 전기에너지를 상기 전력계통의 계통 연계방식에 의해 공급받도록 공통접속점에 연결되는 수용가 부하; 상기 전력계통 이상시 상기 전력계통이 공통접속점과 단절되도록 설치되는 차단기; 그리고, 상기 전력변환기에 설치되어 상기 계통전압의 왜곡성분을 이용하여 분산전원시스템에서 상기 분산전원만이 상기 수용가 부하로 공급되고 있는 단독운전 상태를 검출하는 단독운전검출유닛;을 포함하여 구성된다.
상기 전력변환기는, 상기 분산전원과 상기 계통전압의 위상 동기화를 위해 계통 연계형 인버터에서 사용되는 d-q 동기좌표계 위상동기루프를 포함하여 구성된다.
상기 단독운전검출유닛은, 상기 계통전압에서 d-q 정지좌표계전압을 계산하는 제 1계산부; 상기 d-q 정지좌표계 전압에서 d-q 동기좌표계전압을 계산하는 제 2계산부; 그리고, 상기 제 2계산부에서 계산된 d-q 동기좌표계전압 중 d축 전압에 기초하여 상기 단독운전 여부를 판단하는 단독운전판단부;를 포함하여 구성된다.
상기 단독운전판단부는, 상기 d축 전압에 왜곡성분이 포함되어 있으면 상기 분산전원시스템이 계통 연계운전으로 판단하고, 상기 d축 전압에 왜곡성분이 미포함되어 있으면 상기 단독운전으로 판단한다.
상기 단독운전인 경우 상기 분산전원시스템에서 상기 분산전원이 상기 수용가 부하로 공급되고 있는 전력을 차단하도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성 된다.
이와 같은 본 발명의 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법 및 장치에 따르면, 계통전압이 왜곡되는 경우에 동기좌표계 d축 전압을 통해 계통전압의 왜곡성분을 추출할 수 있고, 또 추출되는 왜곡성분에 따라 분산전원시스템의 단독운전 여부를 쉽게 검출할 수 있다.
더욱이, 단독운전 검출시 종래기술과 같이 전력계통에 전류의 파형을 왜곡시켜 주입시키지 않아도 되기 때문에 출력전류 왜곡에 따라 전력품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이하 본 발명에 따른 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법 및 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 계통전압이 왜곡된 경우 그 계통전압에 포함된 왜곡성분을 검출하여 단독운전 여부를 판단하는 것이다. 즉 계통전압 왜곡은 일반적으로 분산전원시스템 사용 증가에 따른 계통연계운전 기술에 대한 관심이 높아지고 있는 상황에서, 발전소에 공급하는 전력품질이 배전계통의 기준을 만족하더라도 계통전압을 왜곡시키는 수용가의 부하조건이나 공통접속점에 연계된 비선형 부하들로 인하여 전력계통의 전압과 전류에 대한 전 고조파 왜율(Total Harmonic Distortion : THD)은 5% 내외로 왜곡되고 있기 때문에, 이를 이용하여 단독운전 현상을 검출하고자 하는 것이다.
도 2에는 본 발명의 실시 예에 따른 단독운전 검출장치가 구비된 분산전원시스템의 전체 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 전력변환기에 구비된 단독운전검출유닛의 구성도가 도시되어 있다.
먼저, 도 2를 보면, 분산전원시스템에는 태양광 에너지, 풍력에너지, 연료전지 등과 같은 분산전원(100)이 구비된다.
상기 분산전원(100)과 계통전압의 위상을 동기화시키기 위해 계통 연계형 인버터를 포함한 전력변환기(Power Conditioning System)(110)가 구비된다. 상기 전력변환기(110)에는 상기 위상 동기화를 위해 상기 계통 연계형 인버터에서 사용되고 있는 d-q 동기좌표계에 의한 위상동기루프(PLL : Phase Locked Loop)(112)가 사용된다. 그리고 상기 위상동기루프(112)에는 상기 계통전압의 왜곡성분을 이용하여 단독운전을 검출하기 위한 단독운전검출유닛(120)이 구비된다. 물론, 상기 위상동기루프(112)가 단독운전검출유닛(120)을 반드시 포함하여 구성할 필요는 없다. 상기 단독운전검출유닛(120)은 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
상기 전력변환기(110)에서 발전된 전기에너지를 공급받는 전력계통(130)이 구비된다.
상기 전력변환기(110)에서 발전된 전기에너지와 계통전력을 전력계통(130)의 계통 연계방식에 의해 공급받는 수용가 부하(140)가 구비된다. 상기 수용가 부하(140)는 상기 전력변환기(110)와 전력계통(130) 사이에 있는 공통접속점(PCC : Point of Common Coupling)과 연결된다.
그리고 상기 전력계통(130) 이상시 상기 전력계통(130)이 공통접속점과 분리 되도록 차단기(Breaker)(150)가 계통라인에 설치된다.
다음, 도 3을 참조하여 상기 단독운전검출유닛(120)의 구성을 살펴본다.
상기 단독운전검출유닛(120)은 단상 또는 3상의 계통전압에서 d-q 정지좌표계전압을 계산하는 제 1계산부(122a)와, 상기 d-q 정지좌표계전압에서 d-q 동기좌표계전압을 계산하는 제 2계산부(122b)로 이루어진 전압계산부(120)를 구비한다. 상기 제 1계산부(122a)는, 계통전압에서 q축 전압과 90°위상차의 d축 전압을 계산하는데, 3상의 경우에는 3상에서 2상 d-q 정지좌표계 변환행렬을 이용하고, 단상인 경우에는 계통전압을 q축 전압으로 정하고 90°위상차를 만든 d축 전압을 만든다. 또 상기 제 2계산부(122b)는 정지좌표계에서 동기좌표계로 변환하는 행렬을 이용하여 계산한다. 실질적으로 상기 전압계산부(120)는 동기좌표계의 d축 전압값을 추출하는 역할을 한다. 그리고 상기 d-q좌표계가 사용되는 이유는 앞서 설명한 바와 같이 계통전압과의 위상 동기를 위한 것이고, 아울러 d축과 q축을 독립적으로 제어할 수 있고, d-q 동기좌표계 변환을 통해 제어변수를 줄일 수 있기 때문이다. 예컨대 3상인 경우 쉽게 2상으로 변환이 가능하다.
상기 전압 계산부(122)에서 계산된 동기좌표계의 q축 전압 및 d축 전압 중에서 상기 d축 전압에 포함된 왜곡성분을 검출하여 단독운전 여부를 판단하는 단독운전판단부(124)가 구비된다. 상기 단독운전판단부(124)는 상기 d축 전압에 포함된 왜곡성분, 즉 계통전압의 고조파 성분이 검출되면 전력계통과 연계되어 운전중인 상태로 판단하고, 반면 상기 d축 전압이 '0'인 경우에는 단독운전 상태로 판단한다. 즉 상기 d축 전압이 '0'의 값을 갖는다는 것은 전력계통 이상으로 인해 분산전원(100)과 전력계통(130)과 분리되어 상기 계통 연계형 인버터만이 운전되고 있기 때문에, 계통전압의 왜곡성분이 제거된 상태를 말한다.
상기 단독운전판단부(124)에 의해 d축 전압이 '0'의 값을 가져 단독운전 상태인 경우 상기 분산전원(100)이 전력계통(130) 측으로 공급되는 것을 차단하도록 제어하는 제어부(126)가 구비된다.
상기 단독운전판단부(124)의 판단 결과 상기 d축 전압에 왜곡성분이 포함된 경우, 상기 제어부(126)의 제어동작에 따라 왜곡성분을 제거하기 위한 왜곡성분 제거부(128)가 구비된다. 즉 상기 계통전압이 왜곡되면 위상각도 왜곡되기 때문에 상기 왜곡성분 제거부(128)는 실질적으로 위상각을 보상하는 역할을 한다. 상기 위상각을 보상하는 이유는 왜곡된 위상각으로 전력변환기(110)를 제어하면 전력품질이 저하될 수 있기 때문이다. 본 실시 예에서 상기 왜곡성분 제거부(128)는 왜곡된 계통전압의 d축 전압에서 고조파 성분을 제거하여 보상하도록 저역통과필터(Low Pass Filter)가 사용된다.
이어 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법을 설명한다.
도 4에는 본 발명의 실시 예에 따른 왜곡된 계통전압을 이용하여 단독운전을 검출하는 방법의 흐름도가 도시되어 있다.
분산전원시스템이 정상적으로 동작하고 있는 상태는 전력변환기(110)가 분산전원(100)에서 태양광, 풍력, 연료전지 등의 에너지를 공급받아 발전하여 전력계통(130)으로 전달하고, 상기 전력계통(130)은 상기 전력변환기(110)에서 전 달된 전기에너지를 계통 연계방식에 따라 상기 공통접속점(PCC)에 연결되어 있는 수용가 부하(140)로 공급하고 있는 상태를 말한다.
하지만, 전력품질이 계통의 기준을 만족하더라도 THD는 왜곡되기 때문에, 그 왜곡성분이 포함되는 동기좌표계 d축 전압을 추출하여 단독운전 여부를 판단해야 한다. 즉 계통전압이 왜곡되는 경우에만 상기 d축 전압의 왜곡성분을 추출할 수 있는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단독운전 여부를 판단할 수 있는 d축 전압을 추출하기 위해 3상의 계통전압으로부터 q축 전압과 90°위상차의 d축 전압을 만들어야 한다. 이를 위해 계통 전압이 각주파수가 ω인 평형 3상 정현파 전압이면, 3상 전압은 다음 [식 1]과 같이 된다.
[식 1]
Figure 112008083452475-PAT00001
상기 [식 1]은 a상 전압을 기준각으로 한 것이다.
또,
Figure 112008083452475-PAT00002
,
Figure 112008083452475-PAT00003
,
Figure 112008083452475-PAT00004
는 각각 a상, b상, c상의 상전압이고,
Figure 112008083452475-PAT00005
은 상전압 크기, θ는 실제 위상각이다.
상기 3상 계통전압이 제공되면, 전압 계산부(122)의 제 1계산부(122a)는 상기 [식 1]의 3상 전압을 정지좌표계 변환행렬을 이용하여 [식 2]의 d-q 정지좌표계 로 변환한다(s100). 이때, 계통전압이 단상의 경우에는 계통전압을 q축 전압으로 하고, 90°위상차로 d축 전압을 만들면 된다.
[식 2]
Figure 112008083452475-PAT00006
,
Figure 112008083452475-PAT00007
여기서,
Figure 112008083452475-PAT00008
은 정지좌표계 q축 전압,
Figure 112008083452475-PAT00009
은 정지좌표계 d축 전압, T(0)은 영상분이 영인 경우의 3상에서 2상 d-q 정지좌표계로 변환하는 행렬을 말한다.
상기 [식 2]와 같이 정지좌표계 q축 전압과 정지좌표계 d축 전압이 구해지면, 제 2계산부(122b)는 동기좌표계 d축 전압을 추출하기 위해 d-q 동기좌표계로 변환한다(s102). 상기 동기좌표계로의 변환은 [식 3]에 의해 변환이 가능하다.
[식 3]
Figure 112008083452475-PAT00010
여기서,
Figure 112008083452475-PAT00011
는 동기좌표계 q축 전압,
Figure 112008083452475-PAT00012
는 동기좌표계 d축 전압,
Figure 112008083452475-PAT00013
는 정지좌표계에서 동기좌표계로 변환하는 행렬,
Figure 112008083452475-PAT00014
는 PLL의 추정 위상각이다.
상기 제 2계산부(122b)는 상기 동기좌표계의 d축 전압을 계산함에 있어 전력계통(130)의 왜곡 여부에 따라 그 값은 다르게 계산된다. 상기 값은 '0' 값 또는 고조파 성분이 포함된 값이다.
그와 같이 d-q 동기좌표계의 d축 전압과 q축 전압이 계산되면, 이를 기초로 상기 단독운전판단부(124)가 단독운전 여부를 판단하게 된다(s104). 상기 단독운전은 상기 q축 전압과 d축 전압 중에서 동기좌표계 d축 전압 값만 가지고서 판단한다. 상기 동기좌표계 d축 전압은 계통전압의 고조파성분이 없으면 '0'의 값을 갖고, 반면 계통전압에 왜곡성분이 포함되어 있으면 각각 배수차 주파수 및 전압크기로 나타나기 때문이다.
이에 따라, 상기 단독운전판단부(124)는 상기 제 2계산부(122b)가 계산한 d-q 동기좌표계전압이 동기좌표계 d축 전압이 '0'의 값을 갖는 [식 4]와 같이 되면(s106), 단독운전상태로 판단한다(s108).
[식 4]
Figure 112008083452475-PAT00015
이는 전력계통(130)의 정전, 이상으로 차단기(150)가 차단된 상태이기 때문에 전력변환기(110)의 계통 연계형 인버터만이 운전되고 따라서 계통전압의 왜곡성분이 제거되기 때문이다.
상기와 같이 단독운전상태가 되면 상기 제어부(126)는 상기 분산전원(100)에서 상기 전력변환기(110)로 공급되는 에너지가 상기 계통 연계방식에 의해 수용가 부하(140)로 공급되는 것을 차단하도록 제어한다(s110).
반면, 상기 제 2계산부(122b)가 계산한 d-q 동기좌표계전압 중 d축 전압에 [식 5]와 같은 왜곡성분이 포함되게 되면(s112), 단독운전판단부(124)는 단독운전상태가 아니고 계통과 연계되어 운전되고 있다라고 판단한다(s114).
[식 5]
Figure 112008083452475-PAT00016
그와 같이 왜곡성분이 포함되면, [식 6]과 같이 된다.
[식 6]
Figure 112008083452475-PAT00017
Figure 112008083452475-PAT00018
상기 계통전압에 왜곡성분이 포함되면, 위상각이 왜곡된 상태이기 때문에, 상기 제어부(126)는 상기 왜곡성분 제거부(128)를 제어하여 이를 보상한다(s116). 즉 상기 d축 전압에 포함된 왜곡성분을 제거하면 보상된 위상각을 얻을 수 있게 된다.
이와 같이 본 실시 예에서는 동기좌표계 d축 전압 값에 기초하여 분산전원시스템의 단독운전 상태를 판단하고, 단독운전인 경우 분산전원의 공급을 즉시 차단할 수 있어 단독운전 상태를 감지하지 못해 발생할 수 있는 문제점들을 해소할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
즉 도시된 실시 예에서는 d-q 동기좌표계를 이용하여 d축 전압에 포함된 왜곡성분에 따라 단독운전을 검출하고 있으나, 반드시 상기 방법으로만 검출하지 않아도 된다.
예컨대, 고주파 성분이 포함된 d축 전압의 양(+)의 값을 제곱 연산한 다음, 미리 설정한 최소 고조파 전압크기와 비교하여 내부 카운터를 증가 또는 감소시키면서, 그 내부 카운터 값에 따라 단독운전 또는 정상운전(연계 계통 운전)을 판단할 수도 있다.
또 필터(Filter)를 통해 계통전압의 고조파성분(왜곡성분)을 추출하여 단독 운전 상태를 판단할 수도 있다. 즉 왜곡된 계통전압에 60㎐ 대역저지필터(BSF: Band Stop Filter)를 통과시켜 그 출력으로 60㎐ 기본파 성분만을 추출한 다음 상기 왜곡전 계통전압과 60㎐ 기본파성분의 차이의 연산에 따라 왜곡성분을 추출하여 단독운전상태를 판단하고, 그 판단결과에 따라 단독운전상태이면 전력변환기를 차단하여 분산전원을 차단시킬 수도 있다.
도 1은 종래기술에 따라 단독운전을 검출하기 위한 주파수 바이어스 방법의 실시 예를 보인 그래프.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 단독운전 검출장치가 구비된 분산전원시스템의 전체 구성도.
도 3은 도 2의 전력변환기에 구비된 단독운전검출유닛의 구성도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 왜곡된 계통전압을 이용하여 단독운전을 검출하고 있는 과정을 보인 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
120 : 단독운전검출유닛 122 : 전압계산부
122a: 제 1계산부 122b: 제 2계산부
124 : 단독운전판단부 126 : 제어부
128 : 왜곡성분제거부

Claims (8)

  1. 분산전원시스템에서 계통전압의 왜곡 여부를 감시하는 단계;
    상기 감시결과 계통전압이 왜곡된 경우 상기 계통전압의 왜곡성분을 추출하는 단계; 그리고,
    상기 왜곡성분 추출 여부에 따라 상기 분산전원시스템의 단독운전상태를 판단하는 단계;를 포함하고,
    상기 왜곡성분이 미 추출된 단독운전상태이면, 수용가 부하로 공급되고 있는 전력을 차단하는 것을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법.
  2. 계통전압을 d-q 정지좌표계전압으로 계산하는 단계;
    상기 계산된 d-q 정지좌표계전압을 d-q 동기좌표계전압으로 계산하는 단계; 그리고,
    상기 계산된 d-q 동기좌표계전압의 d축 전압과 q축 전압 중 상기 d축 전압을 이용하여 분산전원시스템의 단독운전 상태를 검출하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 d축 전압이 '0'의 값이면 상기 분산전원시스템이 단독운전상태로 운전 되고 있고,
    상기 d축 전압에 왜곡성분이 포함되어 있으면 상기 분산전원시스템이 계통 연계된 상태에서 운전되고 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법.
  4. 분산전원;
    상기 분산전원과 계통전압의 위상을 동기화시키면서 상기 분산전원을 발전하는 전력변환기;
    상기 전력변환기에서 발전된 전기에너지를 공급받는 전력계통;
    상기 전력변환기에서 발전된 전기에너지를 상기 전력계통의 계통 연계방식에 의해 공급받도록 공통접속점에 연결되는 수용가 부하;
    상기 전력계통 이상시 상기 전력계통이 공통접속점과 단절되도록 설치되는 차단기; 그리고,
    상기 전력변환기에 설치되어 상기 계통전압의 왜곡성분을 이용하여 분산전원시스템에서 상기 분산전원만이 상기 수용가 부하로 공급되고 있는 단독운전 상태를 검출하는 단독운전검출유닛;을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 전력변환기는,
    상기 분산전원과 상기 계통전압의 위상 동기화를 위해 계통 연계형 인버터에 서 사용되는 d-q 동기좌표계 위상동기루프를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 단독운전검출유닛은,
    상기 계통전압에서 d-q 정지좌표계전압을 계산하는 제 1계산부;
    상기 d-q 정지좌표계 전압에서 d-q 동기좌표계전압을 계산하는 제 2계산부; 그리고,
    상기 제 2계산부에서 계산된 d-q 동기좌표계전압 중 d축 전압에 기초하여 상기 단독운전 여부를 판단하는 단독운전판단부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출방법
  7. 제 6항에 있어서, 상기 단독운전판단부는,
    상기 d축 전압에 왜곡성분이 포함되어 있으면 상기 분산전원시스템이 계통 연계운전으로 판단하고, 상기 d축 전압에 왜곡성분이 미포함되어 있으면 상기 단독운전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출장치.
  8. 제 4항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 단독운전인 경우 상기 분산전원시스템에서 상기 분산전원이 상기 수용가 부하로 공급되고 있는 전력을 차단하도록 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성 됨을 특징으로 하는 왜곡된 계통전압을 이용한 단독운전 검출장치.
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