KR20110087170A - 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정방법 및 결정장치 - Google Patents

3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정방법 및 결정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 방법 및 그 장치를 제공한다. 본 발명의 방법은 a) 불평형 전력 시스템의 운전점을 결정하는 3상 조류계산 단계와 b) 입자 군집 최적화 기법을 적용한 분산전원 단자 전압 탐색 단계를 통해 분산전원의 단자 전압 운용값을 결정하여 배전시스템의 손실을 최소화하도록 한다.

Description

3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정방법 및 결정장치{Method of determining distributed generation terminal voltage in three phase unbalance electrification system and apparatus for the same}
본 발명은 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템에 포함된 분산전원 단자전압 운용값 결정방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 배전시스템의 유효전력 손실 최소화를 목적으로 하고 배전시스템 운전 제약을 고려한 분산전원 단자전압 운용값 결정방법에 관한 것이다.
최근 전력시스템은 독립적으로 운용되는 발전기들이 지속적으로 증가되고 있으며, 이중 많은 수가 소규모의 분산전원 (distributed generation)에 해당한다. 따라서 분산전원을 포함하고 있는 소규모 배전시스템에 해당하는 분산전원계통에 대한 효율적인 운영 방안 수립은 효율적인 배전시스템 운용을 위해 중요하다.
실제적인 배전시스템은 단상 및 2상 회로로 부분선로가 구성되거나 부하가 3상 불평형인 상태에서 운전될 수 있으며, 이러한 배전시스템에 대한 계획 및 운용 단계에서 정상상태 운전점을 구하는 3상 조류계산 알고리즘이 적용되어 왔다.
그리고 현재의 배전시스템은 방사상으로 구성되나, 분산전원의 투입 시 배전시스템의 전원들의 효율적인 운용을 위해 점점 루프계통으로 변해나가는 추세에 있다. 그러므로 선로 조류의 방향 및 그 양이 부하 및 원격 전원에 따라 변동될 수 있다. 따라서 분산전원을 포함하는 배전시스템의 효율적인 운용을 위해 정적안전도 제약에 해당하는 전압 운용 한계, 선로 열적 용량 한계를 만족하도록 하고 배전시스템의 유효전력 손실을 최소화할 필요가 있다.
종래에 이용된 일반적인 최적조류계산 방법은 3상 평형 상태만을 고려할 수 있으므로, 3상 불평형 상태의 배전시스템에 포함되어 있는 분산전원의 단자 전압의 운용값을 결정할 수 없다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템의 운전 제약을 고려하여 손실최소화를 목적으로 하는 배전시스템에 포함된 분산전원의 단자전압 운용값을 결정하는 방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정방법은,
3상 불평형 상태에 있는 배전시스템의 운전점을 결정하는 3상 교류 조류 계산에 기초하여 분산전원을 포함하고 있는 배전시스템의 계획, 운전 정책 수립 과정 및 운용 측면에서 정적인 안전도 확보를 위해, 입자 군집 최적화법을 이용하여 배전시스템의 상태에 따른 소정의 운전 제약 조건을 만족하는 상기 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압의 최적 운전값을 산출하는 것을 특징으로 하는 분산전원 단자전압 결정방법에 의해 달성된다.
상기 운전제약은, 상기 3상 교류 조류 계산에 근거한 회로방정식, 분산전원의 무효전력 상하한 제약, 전압 상하한 제약, 변압기 탭 상하한 제약을 포함한다.
상기 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압의 최적 운전값을 산출하기 위해 목적함수가 이용된다.
상기 목적함수는, 배전시스템의 유효전력의 계통손실, 모선 전압상하한 제약 위반 (violation) 최소화 조건을 만족해야한다.
한편, 상기와 같은 목적은 본 발명의 실시예에 따라, 배전시스템의 분산전원의 단자전압 결정방법에 있어서, 상기 배전시스템을 3상 조류계산으로 분산전원 단자전압에 대한 운전점을 결정하고 배전시스템의 유효전력 손실을 계산하는 3상불평형 운전점을 산출하는 단계; 3상불평형 운전점 산출부에서 얻어진 정보를 기초로 배전시스템의 유효전력 손실과 전압 운전제약 위반 페널티를 포함한 확대목적함수를 계산하는 단계; 및 확대목적함수값을 기초로 입자 군집 최적화법을 이용하여 분산전원 단자전압을 결정하는 분산전원 최적 단자전압 산출하는 단계를 포함하는 분산전원의 단자전압 결정방법에 의해 달성된다.
한편, 상기와 같은 목적은 본 발명의 실시예에 따라, 배전시스템의 분산전원의 단자전압 결정장치에 있어서, 상기 배전시스템을 3상 조류계산으로 분산전원 단자전압에 대한 운전점을 결정하고 배전시스템의 유효전력 손실을 계산하는 3상불평형 운전점 산출부; 3상불평형 운전점 산출부에서 얻어진 정보를 기초로 배전시스템의 유효전력 손실과 전압 운전제약 위반 페널티를 포함한 확대목적함수를 계산하고 확대목적함수값을 기초로 입자 군집 최적화법을 이용하여 분산전원 단자전압을 결정하는 분산전원 최적 단자전압 산출부를 포함하는 분산전원의 단자전압 결정장치에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 산출부는 분산전원의 최적 단자전압 결정을 위한 단자전압값 갱신을 위해 목적함수가 이용된다.
상기 목적함수는, 배전시스템의 운용 효율성을 고려하여 유효전력 손실, 및 배전시스템의 정적안전도 측면에서 고려한 제약조건 위반의 최소화의 조건을 만족한다.
상기 분산전원 최적 단자전압 산출부에서 분산전원의 최적 단자전압을 결정하기 위한 제약 조건은, 3상 교류 조류 계산에 근거한 회로방정식, 분산전원의 무효전력 상하한 제약, 전압 상하한 제약, 변압기 탭 상하한 제약을 포함한다.
본 발명에 따르면, 3상 교류 조류 계산에 기초하여 배전시스템의 계획, 운전 정책 수립 과정 및 운용 측면에서 분산전원의 최적 운전값 결정을 위해 입자 군집 최적화 (particle swarm optimization)법을 이용하여 3상 불평형 시스템에 포함된 분산전원의 최적 단자전압 결정방안을 제시함으로써, 운전 제약을 만족시키면서 배전시스템의 유효전력 손실을 최소화하도록 운전할 수 있다.
본 발명에 따르면, 3상 교류 조류 계산에 기초하여, 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템의 계획, 운전 정책 수립 과정 및 운용 측면에서 정적 안정도 확보를 위해 3상 교류 조류 계산과 입자 군집 최적화법을 이용하여 분산전원 단자전압의 운용값 결정방안을 제시함으로써, 운용제약을 만족하면서 유효전력 손실을 최소화하도록 하는 분산전원의 전압 운용값을 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정 장치를 도시한 블록도,
도 2은 본 발명에 따른 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정 방법을 도시한 흐름도,
도 3은 분산전원 단자 전압 결정방법에 따른 반복회수에 대한 확대 목적함수값의 변화를 도시한 그래프도, 그리고
도 4는 분산전원 단자 전압 결정방법에 따른 단자전압 변경 전과 변경 후의 배전시스템의 전체 유효전력 손실을 비교한 그래프도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템의 운전 제약과 유효전력 손실의 최소화의 목적함수를 통해 분산전원 단자전압의 최적 결정방법을 제시한다.
이에 따라, 본 발명에서는 비선형계획으로 표현되는 배전시스템의 분산전원 최적 단자전압 결정문제를 3상 조류 계산과 유효전력 손실 및 운전제약 위반양을 최소화는 목적함수를 동시에 포함하는 확대 목적함수에 대하여 입자 군집 최적화법을 적용하여 시뮬레이션 기반의 3상 불평형 시스템의 분산전원에 대한 최적 단자전압 결정방안이 개시된다. 이를 통해 확대 목적함수를 감소시키도록 분산전원 단자전압 값을 주어진 일정 범위 내에서 탐색한다. 탐색 후, 다시 3상 조류 계산을 수행하고 조류해로부터 다시 확대 목적함수를 계산하는 과정을 최대 반복회수까지 반복하여 3상 불평형 시스템의 분산전원에 대한 최적 단자전압을 결정한다. 제시한 알고리즘을 IEEE 14 모선 시험계통에 적용한 사례를 통해 그 유용성 검증을 실시하였다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3상 불평형 시스템의 분산전원에 대한 단자전압 결정 장치를 도시한 블록도이다.
도시한 바와 같이 분산전원 단자전압 결정 장치는 3상 불평형 운전점 산출부(100)와 분산전원 단자전압 산출부(200)로 구성된다.
3상 불평형 운전점 산출부(100)는 탐색된 분산전원 단자전압에 대한 3상 불평형 운전점을 구한다.
본 발명의 실시예에 따라 운전점 산출을 위해 3상 교류 조류 방정식이 이용된다.
본 발명의 실시예에서 적용한 3상 교류 조류 방정식은 유효전력과 무효전력에 관하여 각각 아래 수학식 1과 수학식 2와 같이 나타내어진다.
(수학식 1)
Figure pat00001
(수학식 2)
Figure pat00002
여기서,
Figure pat00003
: i모선 p상의 유효전력 발전
Figure pat00004
: i모선 p상의 유효전력 부하
Figure pat00005
: i모선 p상의 유효전력 주입
Figure pat00006
: i모선 p상의 무효전력 발전
Figure pat00007
: i모선 p상의 무효전력 부하
Figure pat00008
: i모선 p상의 무효전력 주입
Figure pat00009
: 모선 전압 위상각 벡터
Figure pat00010
: 모선 전압 크기 벡터
Figure pat00011
: 모선 전압 위상각 벡터
Figure pat00012
: i모선 단자전압 지정값에 따른 무효전력 출력 수준
3상 교류 조류 계산은 모선 전압 위상각, 전압 크기의 초기값으로부터 수학식 1과 수학식 2를 만족시키는 해를 구한다.
한편, 분산전원의 전압 지정값은 a, b, c 상의 정상 시퀀스 (positive sequence) 값에 해당하므로 이를 만족시키는 해를 구하여야 한다. 실시예에서 전압 지정값을 만족시키는 조류해를 구하기 위해 아래 수학식 3을 고려한다.
(수학식 3)
Figure pat00013
여기서,
Figure pat00014
: 모선 정상 시퀀스 단자 전압 크기
Figure pat00015
: i모선 a, b, c상의 모선 전압 크기
Figure pat00016
: i모선 a, b, c상의 모선 전압 위상각
Figure pat00017
: 분산전원 단자전압 지정값
실시예에서, 분산전원 단자전압 지정값에 따른 a, b, c 상의 무효전력 출력값을 결정하기 위해 아래 수학식 4를 이용한다.
(수학식 4)
Figure pat00018
여기서,
Figure pat00019
: i모선의 분산전원의 무효전력 출력 최대값
실시예에서, 단자 전압이 제어되는 분산전원의 무효전력 출력의 값은 수학식 3을 만족하도록 무효전력 출력 수준값(
Figure pat00020
)을 결정하게 되고, 수학식 4를 통해 각 상의 무효전력 출력값이 결정된다. 3상 교류 조류 계산 수행 시 각 분산전원의 무효전력 출력 수준값(
Figure pat00021
)을 상태변수에 포함시켜 계산한다.
한편, 분산전원 단자전압 산출부(200)는 3상 불평형 운전점 산출부(100)에서 얻어진 정보를 기초로 분산전원의 단자전압을 탐색하여 최적의 값을 결정한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3상 불평형 배전시스템의 분산전원 단자전압 결정 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저 3상 불평형 운전점 산출부(100)는 3상 조류계산으로 현재 분산전원 단자전압에 대한 운전점과 배전시스템의 유효전력 손실을 결정한다(S110).
분산전원 단자전압 산출부(200)는 배전시스템 손실, 운전제약 위반양을 포함한 확대 목적함수값을 계산한다(S130).
분산전원 단자전압 산출부(200)는 입자 군집 최적화법으로 손실감소를 위한 분산전원 단자전압의 최적값을 탐색한다(S150).
이하, 분산전원 단자전압 결정을 위한 탐색 과정에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 분산전원의 단자전압값 탐색을 위해 목적함수가 이용된다.
배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압의 결정은 시스템 운영의 목적에 따라 결정방법은 조금씩 다를것이다. 본 발명의 실시예에서의 목적함수는 배전시스템 운용의 경제성과 안전도 제약을 고려하여, 유효전력 손실, 그리고 운전 제약 위반을 최소화하는 확대 목적함수로 아래 수학식 5와 같이 나타내어진다.
(수학식 5)
Figure pat00022
여기서,
Figure pat00023
: 시스템 유효전력 손실
Sv : 운전제약 위반을 경험하는 제약조건의 집합
Figure pat00024
: 제약 위반에 대한 패널티 값 결정을 위한 가중치
Figure pat00025
: i번째 제약조건 위반 파라미터
Figure pat00026
: i번째 제약조건 위반 한계값
상기 운전제약은 발전기 모선의 유효전력 발전 상하한 제약, 무효전력 발전 상하한제약, 모선 전압 상하한 제약, 그리고 변압기 탭 제약으로 구성된다. 각각의 제약들을 아래 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. 운전제약의 위반이 발생된 경우 이들에 대한 패널티 값은 수학식 5의 두 번째 항으로 확대 목적함수에 포함된다.
(수학식 6)
Figure pat00027
실행예에서, 상기 수학식 5로 표현되는 확대 목적함수값를 최소화하도록 하는 분산전원의 단자전압값을 탐색하는 방법으로 입자 군집 최적화 (particle swarm optimization)법을 적용한다.
입자 군집 최적화는 해 공간을 탐색하는 여러 개의 입자 (particle)를 정의하고 초기화하고 각 입자들을 이전 단계에서 이동한 속도와 입자 자신이 경험한 최선의 해 (P best ) 및 입자 집단의 최선의 해 (G best )의 정보를 이용하여 다음 해로 이동하며 보다 향상된 해를 구하는 것이다.
입자 군집 최적화의 각 입자는 위치 정보를 포함하고 있다. 실시예에서, 위치정보는 배전시스템에 설치된 분산전원의 전압 벡터에 해당하며, 아래 수학식 7과 같이 나타내어진다.
(수학식 7)
Figure pat00028
여기서,
m : 배전시스템에 포함된 전압이 제어되는 분산전원의 총 수
Figure pat00029
: i번째 분산전원의 정상 시퀀스 전압 지정값
입자 군집 최적화에서 수학식 5로 표현되는 확대 목적함수를 최소화하는 위치 탐색방법은 아래 수학식 8과 같이 나타내어진다.
(수학식 8)
Figure pat00030
Figure pat00031
여기서,
w : 해당 입자의 k 스텝에서의 속도에 대한 관성가중치
Figure pat00032
Figure pat00033
: P best 와 G best 에 대한 가속 상수
Figure pat00034
Figure pat00035
: k와 k+1번째 스텝에서의 i번째 입자의 위치
Figure pat00036
: i번째 입자가 경험한 최선의 해
Figure pat00037
: 입자 집단에서 경험한 최선의 해
Figure pat00038
Figure pat00039
: k와 k+1번째 스텝에서의 I번째 입자의 속도
Figure pat00040
Figure pat00041
: (0, 1] 범위 내에서 발생되는 임의 수 (random value)
각 입자 군집 최적화 반복 단계에서, 상기 수학식 8을 통해 탐색된 각 입자의 위치정보에 해당하는 각 분산전원의 단자전압값에 대하여 다시 3상 조류계산을 수행하고 운전점 및 배전시스템의 유효전력 손실 구함으로써 확대 목적함수값을 구한다. 도 2에서 설명하고 있는 바와 같이, 최대 반복회수까지 이 수행과정을 반복하여 실시하고 최종 반복 시에서의
Figure pat00042
의 분산전원 단자전압값을 최적값으로 결정한다.
이하, 본 발명을 적용한 실험 결과에 대해 설명한다.
(일 실시예)
루프화된 시스템에 해당하는 IEEE 14모선 계통에 대하여 본 발명에서 제시한 알고리즘을 이용한 방법을 적용하고 3상 불평형 상태에서 분산전원 단자전압이 최적으로 설정되기 전과 후의 시스템의 전체 유효전력 손실의 변화에 대하여 설명한다.
3상 불평형 및 3상 교류 조류 방정식 표현을 위해 아래와 같이 추가적인 부분이 고려되었다.
- 모든 선로의 영상 시퀀스 저항은 3배의 정상 시퀀스 저항의 값을 사용하였다(R0=3R1). 그리고 영상 시퀀스 리액턴스는 3.5배 정상 시퀀스 리액턴스값을 이용하였다(X0=3.5X1).
- 모선 1 ~ 5과 연결되어 있는 선로들에 대하여 영상 시퀀스 서셉턴스는 정상 시퀀스의 3.5배의 것을 적용하였다(B0=3.5B1).
- 변압기는 Y-Y 결선되어 있으며 중성점이 직접접지되어 있다고 가정한다.
- 3상 불평형은 부하에 존재한다고 가정한다.
표 1은 본 시험 계통에서 분산전원들에 대한 데이터를 나타내고 있다. 슬랙모선의 전압은 1.04 [pu]로 설정하였다.
모선번호 PG
[MW]		 QG
[MVAr]		 QGmax
[MVAr]		 QGmin
[MVAr]		 V1 , sp 단자전압
제어여부
2 13.333 100.00 150.00 -40.00 1.0450 Y
3 5.000 0.000 30.00 -6.00 1.0000 Y
6 0.000 25.000 30.00 -6.00 1.0700 Y
8 5.000 0.000 - - - N
3상 불평형의 초기 데이터에 대하여 본 발명에서 이용하는 3상 교류 조류계산을 적용하여 조류해를 구하였다. 조류해 수렴까지 5회 반복이 필요하였으며, 최종 3상 조류해에서 유효전력 총 손실은 4.8948 [MW]였다.
표 2는 3상 조류계산 수행에서 각 뉴톤-랩슨 반복단계에서의 최대 조류방정식 오차 (residual) 및 전압 제어 동작을 포함하는 분산전원 모선들에 대한 무효전력 출력의 변화를 나타내고 있다. 그리고 표 2의 최우측 열은 최종 조류해에서의 각 분산전원의 정상 시퀀스 전압을 나타내고 있다.
NR 반복회수 V1 [pu]
수행전 1 2 3 4 5
최대 나머지 0.4007 3.326×10-2 3.024×10-4 0.3100 1.062×10-2 4.632×10-5
분산전원 Q출력
[MVAr]		 2 100 101.023 113.463 113.463 58.965 60.065 1.0450
3 0 -104.480 -99.000 -6.0 -6.0 -6.0 1.0308
6 25 71.150 76.019 30.000 30.00 30.000 1.0478
표 2에서 3상 조류계산 수행 중 NR 반복회수 2회 적용 후 3번과 6번 모선이 각각 무효전력 하한값과 상한값을 위반하였으므로, 3회 반복회수부터는 무효전력 한계값을 고정시킨 것을 알 수 있다. 따라서 3번과 6번 모선의 분산전원은 정상시퀀스 전압을 원하는 값으로 제어할 수 없었다.
도 3은 본 발명의 분산전원 단자 전압 결정방법에 따른 반복회수에 대한 수학식 5의 확대 목적함수값의 변화를 도시한 그래프도이다. 각 반복단계에서는 입자군집 최적화법의 적용에 따라 분산전원의 단자전압값을 탐색한다. 전압제약이 없는 경우 이 확대 목적함수는 pu법으로 표현된 유효전력 손실을 나타내게 되므로, 각 반복단계에서 점점 유효전력 손실을 감소시키도록 하는 분산전원 단자전압 셋팅 값을 결정해 나가고 있음을 알 수 있다. 최적해에서의 유효전력 손실은 4.4734 [MW]로 기본해에 비하여 약 8.6% 정도 감소하였다.
표 3은 최적해에서의 전압제어 가능한 분산전원의 무효전력 출력 및 정상 시퀀스 단자전압의 결정값을 나타내고 있다.
모선번호 분산전원 Q출력
[MVAr]		 QGmax [MVAr] QGmin [MVAr] V1 [pu]
2 -10.23 150.00 -40.00 1.0307
3 2.97 30.00 -6.00 1.0177
6 3.39 30.00 -6.00 1.0096
표 4는 최종해에서의 각 모선의 a, b, c 상에 대한 전압 크기, 전압 위상각, 유효전력 출력, 무효전력 출력, 유효전력 부하, 그리고 무효전력 부하를 나타내고 있다. 모든 모선에서의 전압이 전압운용 제약 (0.99~1.05 [pu])을 만족하고 있음을 알 수 있다.
Bus Phase V [pu] δ[°] Pg[pu] Qg[pu] Pd[pu] Qd[pu]
1 a 1.04 0 0.8021 -0.052 0 0
b 1.04 240 0.804 -0.0523 0 0
c 1.04 120 0.8042 -0.0512 0 0
2 a 1.03072 -1.75 0.0444 -0.0341 0.072 0.042
b 1.030653 238.24 0.0444 -0.0341 0.072 0.042
c 1.030653 118.24 0.0444 -0.0341 0.072 0.042
3 a 1.017824 -4.11 0.0167 0.0099 0.314 0.0627
b 1.017715 235.88 0.0167 0.0099 0.314 0.0627
c 1.0177 115.88 0.0167 0.0099 0.314 0.0627
4 a 1.025288 -3.44 0 0 0.159 -0.013
b 1.025161 236.55 0 0 0.159 -0.013
c 1.02513 116.54 0 0 0.159 -0.013
5 a 1.025876 -2.97 0 0 0.026 0.006
b 1.025744 237.02 0 0 0.026 0.006
c 1.025789 117.02 0 0 0.026 0.006
6 a 1.009664 -5.1 0 -0.0113 0.038 0.025
b 1.009575 234.86 0 -0.0113 0.038 0.025
c 1.009604 114.87 0 -0.0113 0.038 0.025
7 a 1.027761 -4.07 0 0 0 0
b 1.027678 235.92 0 0 0 0
c 1.027544 115.91 0 0 0 0
8 a 1.027713 -3.51 0.0167 0 0 0
b 1.02763 236.48 0.0167 0 0 0
c 1.027495 116.47 0.0167 0 0 0
9 a 1.009093 -5.6 0 0 0.0983 0.0328
b 1.009094 234.39 0 0 0.096 0.0319
c 1.008779 114.37 0 0 0.099 0.033
10 a 1.006615 -5.61 0 0 0.03 0.0193
b 1.00643 234.36 0 0 0.031 0.0194
c 1.006339 114.35 0 0 0.0305 0.019
11 a 1.00702 -5.41 0 0 0.0117 0.006
b 1.006631 234.57 0 0 0.0113 0.007
c 1.006595 114.55 0 0 0.012 0.0065
12 a 1.004651 -5.43 0 0 0.021 0.006
b 1.004455 234.51 0 0 0.0215 0.0065
c 1.004858 114.53 0 0 0.0208 0.0058
13 a 1.003301 -5.48 0 0 0.045 0.019
b 1.003287 234.45 0 0 0.0468 0.018
c 1.003496 114.49 0 0 0.0457 0.019
14 a 1.000158 -5.9 0 0 0.05 0.017
b 1.000305 234.03 0 0 0.0512 0.0165
c 1.000332 114.06 0 0 0.05 0.0171
이와 같이 본 발명에서는 3상 불평형 상태에 있는 시스템에 대하여 분산전원단자전압의 정상시퀀스 운용값을 결정함에 있어 유효전력 손실과 운전제약 위반양을 최소화하도록 하는 해를 이용한다. 이를 위해 먼저 3상 교류 조류 계산을 적용하여 운전점을 구한 뒤, 유효전력 손실과 운전제약 위반양을 최소화하는 확대 목적함수를 계산하고 이를 감소시키는 분산전원 단자전압을 입자 군집 최적화법으로 탐색하여 나감으로써 최종해를 구하고 분산전원 단자전압을 셋팅 값을 결정한다. 따라서, 분산전원의 단자전압 결정 방법을 적용할 경우, 경제성과 운용제약을 고려한 분산전원의 전압 운용값을 결정할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명에서 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 및 균등한 타 실시가 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부한 특허 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
100 : 3상 불평형 운전점 산출부
200 : 분산전원 단자전압 산출부

Claims (8)

  1. 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 방법에 있어서,
    배전시스템의 손실 최소화를 위해, 3상 불평형 배전시스템의 정상상태 운전점을 결정하는 3상 교류 조류계산과 입자 군집 최적화법을 이용하여 배전시스템의 소정의 운전 제약 조건을 만족하는 상기 분산전원 단자전압 운용의 최적해를 산출하는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배전시스템의 운전 제약 조건은, 상기 3상 교류 조류 계산에 근거한 회로방정식, 분산전원의 무효전력 상하한 제약, 전압 상하한 제약, 변압기 탭 상하한 제약 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산전원의 단자전압 결정을 위해 목적함수가 이용되는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 목적함수는, 상기 배전시스템의 유효전력의 계통손실, 모선 전압상하한 제약 위반량 최소화 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 방법.
  5. 3상 불평형 상태에 있는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 장치에 있어서,
    상기 배전시스템을 3상 조류계산으로 분산전원 단자전압에 대한 운전점을 결정하고 배전시스템의 유효전력 손실을 계산하는 3상불평형 운전점 산출부; 및
    상기 3상불평형 운전점 산출부에서 얻어진 정보를 기초로 배전시스템의 유효전력 손실과 전압 운전제약 위반 페널티를 포함한 확대목적함수를 계산하고 입자 군집 최적화법으로 분산전원 단자전압을 결정하는 분산전원 단자전압 산출부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 산출부는 상기 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압을 산출하기 위해 목적함수가 이용되는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 목적함수는, 상기 배전시스템의 유효전력의 계통손실, 모선 전압상하한 제약 위반량 최소화 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 분산전원 단자전압 산출부에서 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압을 결정하기 위한 제약 조건은, 상기 3상 교류 조류 계산에 근거한 회로방정식, 분산전원의 무효전력 상하한 제약, 전압 상하한 제약, 변압기 탭 상하한 제약 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전시스템에 설치된 분산전원의 단자전압 결정 장치.
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