KR20120096774A - 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법 - Google Patents

분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120096774A
KR20120096774A KR1020110016075A KR20110016075A KR20120096774A KR 20120096774 A KR20120096774 A KR 20120096774A KR 1020110016075 A KR1020110016075 A KR 1020110016075A KR 20110016075 A KR20110016075 A KR 20110016075A KR 20120096774 A KR20120096774 A KR 20120096774A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power supply
distributed power
ied
distributed
distribution
Prior art date
Application number
KR1020110016075A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101266953B1 (ko
Inventor
유남철
김준호
추경용
Original Assignee
한전케이디엔주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한전케이디엔주식회사 filed Critical 한전케이디엔주식회사
Priority to KR1020110016075A priority Critical patent/KR101266953B1/ko
Publication of KR20120096774A publication Critical patent/KR20120096774A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101266953B1 publication Critical patent/KR101266953B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/18—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using switches, relays or circuit breakers, e.g. intelligent electronic devices [IED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/20—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using protection elements, arrangements or systems

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 분산전원에 지능형 전자장치를 연결하여, 자동으로 분산전원의 계통연결을 제어함으로써, 분산전원을 통해 건전구간의 전원공급이 가능한 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 분산전원에 연결된 지능형 전자장치와, 배전계통의 지능형 전자장치의 정보교환을 통해, 인적자원 소모 없이도 건전구간에 전원공급이 가능한 시스템을 제공할 수 있다.
뿐만 아니라, 분산전원을 통해 계통으로 전력을 공급함으로써, 변전설비의 예비율을 낮추는 한편 분산전원의 에너지원으로 사용되는 신재생에너지 사용 효율을 높일 수 있는 이점을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템은, 배전계통의 고장을 인지하여 고장구간 및 고장조류의 방향에 관한 고장 정보를 생성하고, 분산전원에 연계되어 있는 배전선로 부하단의 평균소비전력량을 연산하는 배전자동화용 IED; 배전계통 고장 시 상기 분산전원을 통해 상기 부하단으로 전력공급 가능 전력량을 판단하고, 상기 분산전원과 상기 배전계통 사이의 스위치를 제어하는 분산전원용 IED; 및 상기 배전자동화용 IED로부터 상기 배전계통의 고장 정보를 수신하고, 상기 고장 정보에 따라 개폐기의 투입?개방을 원격으로 제어하는 중앙관리장치를 포함한다.

Description

분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법{POWER SUPPLY SYSTEM AND METHOD USING DISTRIBUTED POWER SYSTEM}
본 발명은 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 배전계통 고장 발생시 불필요하게 정전을 경험하는 건전구간에, 분산전원을 이용하여 전원을 공급하여 정전시간을 단축할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
배전자동화 시스템은 Station Level의 중앙관리장치, Bay Level의 지능형 전자장치, 현장 배전 및 변전설비로부터 동작특성값을 획득하는 Process Level의 센서를 구비한다. 이 중 Bay Level의 지능형 전자장치는 Process Level의 센서로부터 전류, 전압 또는 제어값 등의 데이터를 획득하여 Station Level의 중앙관리장치로 데이터를 전송하게 된다. 특히 배전자동화 시스템에 사용되는 배전자동화 보호기기용 지능형 전자장치(FIED : Feeder Intelligent Electronic Device)는 배전선로 고장발생시 리클로저 등의 보호기기를 통해 변전소로부터 전원공급을 차단하여, 고장발생정보를 Station Level의 중앙관리 장치로 전송하고, 이때 배전자동화 개폐기용 FIED는 고장 발생정보를 중앙관리 장치로 전송하면 시스템의 운영자가 고장발생정보를 분석하고, 개폐기를 제어하는 제어신호를 배전자동화 개폐기용 IED로 전송함으로써, 고장구간을 계통에서 분리하여 정전이 광대역으로 퍼지는 것을 방지하게 된다.
이와 같은 기존의 시스템에 있어서, 고장구간을 계통에서 분리하게 되면, 선로 사고로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 건전구간이 발생하게 된다. 건전구간의 불필요한 정전을 방지하기 위해, 건전구간에 전원을 공급하기 위해서는 해당 건전구간에 필요한 전력량과 이 구간에 전원을 공급하기에 적합한 여유 용량을 가지고 있는 연계선로를 시스템 운영자가 인지하고 있어야 하며, 실제 고장 발생시 건전구간과 해당 연계선로간의 상시개방점을 투입하여 건전구간으로 전원을 공급해야 한다.
즉, 종래 시스템에서 건전구간의 정전을 방지하기 위해서는 시스템의 운영자가 배전자동화용 개폐기로 구분된 각 구간의 필요 부하량과 해당 선로들의 여유용량을 인지하고 있어야 하며, 실제 선로 사고 발생시, 운영자의 인지된 정보를 경험적으로 적용함으로써 언제 어느 구간에서 발생할지 모르는 선로 사고에 적합하게 대처하는 방법을 사용한 것이다.
그러나 이와 같이 운영자의 경험적 판단에 의거하여 시스템을 운영하는 것은 운영상의 불안정함을 내포하는 것이고, 나아가 각 배전선로에는 정전에 대비하여 건전구간에 전원을 공급할 수 있도록 여유용량이 확보되어야하므로, 배전계통의 설비 이용률이 감소하는 결과를 초래하게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 분산전원을 배전계통과 연계하여 배전계통 사고로 인해 불필요하게 정전을 경험하는 건전구간의 전력을 분산전원을 이용하여 공급함으로써, 전력품질을 향상시키고, 배전계통의 설비 이용율을 증가시키며 화석연료에 의한 발전량을 감소시키고자 하는 시도이다.
본 발명은 분산전원에 지능형 전자장치를 연결하여, 자동으로 분산전원의 배전계통연결을 제어함으로써, 분산전원을 통해 건전구간의 전원공급이 가능한 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 분산전원에 연결된 지능형 전자장치와, 배전계통의 지능형 전자장치의 정보교환을 통해, 인적자원 소모 없이도 건전구간에 전원공급이 가능한 시스템을 제공하는 것에 다른 목적이 있다.
뿐만 아니라, 분산전원을 통해 계통으로 전력을 공급함으로써, 변전설비의 예비율을 낮추는 한편 분산전원의 에너지원으로 사용되는 신재생에너지 사용 효율을 높일 수 있는 시스템을 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본원의 제 1 발명 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템은, 배전계통의 고장을 인지하여 고장발생 및 고장조류의 방향에 관한 고장 정보를 생성하고, 분산전원에 연계되어 있는 배전선로 부하단의 평균소비전력량을 연산하는 배전자동화용 IED; 배전계통 고장 시 상기 분산전원을 통해 상기 부하단으로의 전력공급 가능량을 판단하고, 상기 분산전원과 상기 배전계통 사이의 스위치를 제어하는 분산전원용 IED; 및 상기 배전자동화용 IED로부터 상기 배전계통의 고장 정보를 수신하고, 상기 고장 정보에 따라 개폐기의 투입개방을 원격으로 제어하는 중앙관리장치를 포함한다.
또한, 본원의 제 2 발명 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 방법은, 분산전원용 IED가 분산전원의 발전량 및 배터리의 잔존용량에 기초하여 상기 분산전원이 계통으로 공급할 수 있는 전력량을 산정하고 상기 분산전원과 연계된 부하단의 평균소비전력 데이터를 저장하여 공급능력을 판단 단계; 배전선로의 고장 발생시 배전자동화용 IED가 중앙관리장치 및 분산전원용 IED로 고장정보를 전송하고, 상기 분산전원용 IED가 고장구간을 파악하여 건전구간을 인지하는 단계; 및 상기 분산전원용 IED가 상기 분산전원과 상기 부하단 사이의 스위칭을 제어하여 상기 분산전원으로부터 상기 부하단으로 전원이 공급될 수 있도록 제어하는 전력공급단계를 포함한다.
상기 구성에 따른 본 발명에 의하면, 분산전원에 지능형 전자장치를 연결하여, 자동으로 분산전원의 계통연결을 제어함으로써, 분산전원을 통해 건전구간의 전원공급이 가능한 시스템을 제공할 수 있고, 분산전원에 연결된 지능형 전자장치와, 배전계통의 지능형 전자장치의 정보교환을 통해, 인적자원 소모 없이도 건전구간에 전원공급이 가능한 시스템을 제공할 수 있어, 인적오류에 의한 실수를 최소화하는 한편, 정전사고 발생시 전자 장치에 의한 즉각적인 대응이 가능하다는 효과가 있다.
또한, 분산전원을 통해 계통으로 전력을 공급함으로써, 변전설비의 이용율을 높이고, 화석연료의 사용량을 낮추는 한편 신재생에너지를 통해 분산전원을 발전하여 신재생에너지를 적극적으로 사용하는 친환경 시스템을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템,
도 2는 배전계통에서 본 발명에 따른 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템의 실제 동작을 설명하기 위한 예시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배전자동화용 IED의 프로세스 흐름도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분산전원용 IED의 프로세스 흐름도, 및
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 방법의 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 분산전원(40)을 이용한 건전구간 전원공급 시스템을 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 분산전원(40)을 이용한 건전구간의 전원공급 시스템은, 배전자동화용 IED(100), 분산전원용 IED(200) 및 중앙관리장치(300)를 포함한다.
배전자동화용 IED(100)는 배전선로의 전압 및 전류를 계측하며, 배전계통에서 선로 사고가 발생하면, 선로사고 이벤트를 중앙관리장치(300)로 전송하여 배전자동화 시스템 운영자가 분석할 수 있도록 한다.
일단 일시고장이 발생하면 배전자동화용 IED(100)는 고장전류로부터 배전계통의 고장여부, 고장조류의 방향을 판단하고, 고장으로 판단하는 경우 FI(Fault Indicator)정보를 중앙관리장치(300)로 전송한다.
중앙관리장치(300)는 일단 일시고장인 경우 배전자동화용 IED(100)들로부터 제공되는 고장정보로부터 고장구간을 판단하여 배전자동화용 IED(100)에 개폐기(30) 조작명령을 전송한다. 배전자동화용 IED(100)는 개폐기(30) 제어 수행 후 그 결과를 중앙관리장치(300)로 전송함으로써 고장처리절차를 진행한다.
즉, 배전자동화용 IED(100)는 배전선로의 과전류를 계측하여, 차단기(Circuit Breaker) 또는 리클로저(Recloser)의 보호기기(20)를 통해 선로를 차단하고, 이를 통해 보호기기(20)의 부하단이 무전압이 되면 개폐기를 통해 배전선로의 고장을 검출하게 된다. 또한, 중앙관리장치(300)의 제어신호에 기초하여 개폐기의 투입?개방을 제어함으로써, 고장구간이 배전계통에서 분리되도록 제어하는 역할을 수행한다.
배전선로에 고장이 발생하는 경우, 배전자동화용 IED(100)는 분산전원용 IED(200)로 고장발생정보를 송신하여, 분산전원용 IED(200)가 분산전원(40)을 통해 건전구간으로 전력을 공급할 수 있도록 한다.
나아가, 배전자동화용 IED(100)는 분산전원(40)과 배전자동화용 IED(100) 사이에 존재하는 부하단에 대해 평균부하전류를 계측하는 역할을 수행한다. 미리 정해진 시간 동안 부하단에 대한 부하전류를 측정함으로써, 평균부하전류를 연산할 수 있다. 이를 통해 시간대별 부하단이 소모하는 평균 전력량을 연산할 수 있고, 배전자동화용 IED(100)가 연산한 정보는 분산전원용 IED(200)로 전송되어, 배전계통의 고장 발생시 분산전원(40)을 통해 공급할 전력량을 산정하는 데이터로 활용될 수 있다.
분산전원용 IED(200)는 분산전원(40)과 연결되어, 배전계통 고장 시 분산전원(40)이 계통으로 공급할 수 있는 전력량을 산정한다. 분산전원용 IED(200)는 분산전원(40)의 발전량과 배터리 저장량에 기초하여 전력량을 산정할 수 있다.
분산전원용 IED(200)는 배전자동화용 IED(100)로부터 평균소비전력에 대한 데이터를 수신하여, 개폐기(30)로 구분되는 배전선로의 구간별로 부하단의 평균소비전력에 대한 데이터를 저장하고, 분산전원(40)과 연계된 배전선로상의 부하단으로의 전력 공급 능력을 판단할 수 있다. 다수의 구간에 걸쳐 소모전력량이 분산전원(40)이 공급할 수 있는 전력량을 초과하거나, 특정구간의 평균 전력 소모량이 너무 높아 분산전원(40)을 통해 전력을 공급하더라도 효과가 미미한 경우에는, 분산전원(40)을 통해 공급할 수 있는 구간을 제한하고, 분산전원(40)으로부터 전원을 공급받지 못하는 구간에 대해서는 타 분산전원(40)과 연계하여 전력을 공급하거나, 중앙관리장치(300)에서 시스템 운영자의 상시 개방점 연계를 통해 전원을 공급하는 것이 더 효과적이기 때문이다.
이를 위해, 복수의 분산전원(40)에 대해, 분산전원(40) 각각에 연결된 분산전원용 IED(200) 상호간은 분산전원(40)에서 공급 가능한 출력량에 대한 정보를 상호 교환하여, 해당 분산전원(40)의 공급 능력에 따라 배전계통 고장 발생시 전력 수급 구간을 분배한다. 즉, 더 많은 전력을 공급할 수 있는 분산전원(40)에 더 많은 구간을 연결하도록 하는 것이다. 이를 통해 배전계통의 고장 발생시 부하가 높은 곳에서도 충분한 전력 공급이 가능하므로, 건전구간 전 구간에 걸쳐 분산전원(40)을 통한 전력 공급 시간을 균등하게 분배할 수 있다.
분산전원용 IED(200)는 배전자동화용 IED(100)와 Peer to Peer 방식으로 연결되어, 분산전원(40)과 연계된 배전선로에서 소모되는 전력량을 파악하고, 배전자동화용 IED(100)로부터 고장발생 정보를 수신한다.
나아가, 배전자동화용 IED(100)으로부터 고장발생과 고장조류 정보를 수신하면, 고장으로 인해 불필요하게 정전을 경험하게 되는 건전구간을 파악하고, 분산전원(40)과 계통 사이의 개폐기를 제어하여, 건전구간으로 전원이 공급될 수 있도록 한다. 분산전원용 IED(200)는 고장정보에 포함된 고장발생과 고장전류에 대한 정보를 분석하여 고장구간을 인식하거나, 고장정보를 전송하는 배전자동화용 IED(100)의 식별정보를 통해 고장발생 구간을 인지할 수 있다.
즉, 분산전원용 IED(200)는 배전자동화용 IED(100)로부터 고장발생정보를 수신한 경우, 고장발생정보를 분석하여 건전구간을 파악하고, 사고 발생 전 수신한 구간별 부하단의 평균전력소비량 정보 및 타 분산전원(40)의 공급능력에 기초하여 전력을 공급할 구간을 결정한다. 배전선로의 개폐기(30)를 제어하여 전력을 공급받을 구간만이 배전계통과 연결될 수 있도록 배전자동화용 IED(100)로 개폐기(30) 제어신호를 전송한다. 제어신호를 수신한 배전자동화용 IED(100)는 제어신호에 따라, 개폐기(30)의 투입개방을 제어하여, 분산전원용 IED(200)가 결정한 구간에 한하여 분산전원이 연결될 수 있도록 하고, 분산전원용 IED(200)는 분산전원(40)과 계통간의 스위치 제어를 통해, 전원을 공급하고자 하는 구간에 분산전원(40)이 연결되어 전력이 공급되는 것이다.
이로써, 분산전원용 IED(200)는 분산전원(40)이 계통으로 공급할 수 있는 전력량과 개폐기(30)로 구분되는 각 구간별 부하단의 평균소모전력량을 저장하여, 중앙관리장치(300)에서의 시스템 운영자의 경험에 의존하여 상시 개방점을 연계하여 건전구간을 회복하는 종래의 방식에서 벗어날 수 있고, 또한, 타 배전선로에 여유용량을 고려하여 변압기를 운영할 필요도 없으므로, 배전 계통 설비의 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.
중앙관리장치(300)는 전체적인 시스템을 모니터링하고, 배전자동화용 IED(100)로부터 수신된 배전계통의 고장정보를 분석하여 개폐기(30)의 투입?개방을 제어하는 역할을 수행한다. 배전자동화용 IED(100)로부터 고장정보를 수신하면, 중앙관리장치(300)는 고장정보를 분석하고, 개폐기(30)의 투입?개방을 제어하는 신호를 배전자동화용 IED(100)로 전송하여, 고장 선로가 계통에서 분리될 수 있도록 한다.
또한, 중앙관리장치(300)는 분산전원용 IED(200)로부터 각 분산전원(40)의 전력 공급 능력을 수신하여 저장하고, 배전자동화용 IED(100)로부터 각 분산전원(40)에 연계된 부하단의 평균 소모 전력량을 수신하여 저장한다. 분산전원용 IED(200)와 배전자동화용 IED(100)로부터 수신한 정보를 기초로, 분산전원(40)이 연계된 부하단으로 전원을 공급할 수 있는 시간을 산정하여, 정전 복구 대책을 수립하는데 이용할 수 있도록 하기 위함이다.
도 2는 배전계통에서 본 발명에 따른 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템의 실제 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2와 같이 구성된 배전계통에서 A지점에서 고장이 발생하였을 경우, 배전자동화용 IED는 리클로저 RA3을 통해 배전변전소(S/S)로부터 공급되는 주전원을 차단한다. 주전원이 차단되면, 개폐기 S6은 고장전류를 경험하고, 보호기기 부하단의 무전압을 통해 고장을 검출하게 된다. 배전자동화용 IED는 RA3 과 S6의 사고발생정보를 중앙관리장치(300)로 전송하고, 중앙관리장치(300)는 사고정보를 분석하여, S6과 S7을 개방함으로써 고장구간이 계통에서 분리되도록 할 수 있다. 이 경우, Load 4는 리클로저의 재폐로를 통해 전원공급이 가능하지만, S7 이후의 부하단인 Load 5은 고장이 발생하지 않은 구간임에도 불구하고 정전을 피할 수 없게 되는 건전 구간이 된다.
종래 시스템의 경우, 상기 건전구간에 전원을 공급하기 위해서는 운영자의 판단에 의거 상시 개방점을 제어함으로써, 건전구간의 부하단에 전원을 공급한다. 운영자가 고장 지점에 대한 정보에 기초하여 건전구간을 파악하고, 건전구간과 연계된 상시 개방점을 제어하는 방식으로 운용되는 것이다.
이에 따르면, 건전구간에 연결된 부하단인 Load 5에 전원을 공급하기 위해서는 상시개방점인 P2를 연계하여야 한다.
반면에, 분산전원(40)을 통해 전력을 공급하는 경우, 배전자동화용 IED(100)와 분산전원용 IED(200)의 상호작용을 통해 건전구간에 자동으로 전원을 공급할 수 있게 된다. 배전자동화용 IED(100)는 고장발생정보를 분산전원용 IED(200)로 전송 하게 되고, 분산전원용 IED(200)는 배전자동화용 IED(100)로부터 수신한 고장발생정보를 기반으로 고장구간과 건전구간을 판단하게 된다. 분산전원용 IED(200)는 분산전원(40)과 배전선로 사이의 개폐기를 제어함으로써 분산전원(40)을 통한 계통으로의 전원 공급 여부를 결정하고, 예기치 않게 정전을 경험하는 건전구간에 전원을 공급하게 된다.
즉, 상시 개방점인 P2를 제어하는 대신, 분산전원 3과 분산전원 4에 연결된 각각의 분산전원용 IED가 S11 및 S12를 투입하여 분산전원 3과 분산전원 4를 계통에 연결함으로써, Load 5에 전원을 공급하는 것이다.
이때, 분산전원 2와 분산전원 3 각각에 연결된 분산전원용 IED(200)는 Load 5 에 연결된 배전자동화용 IED(100)로부터 시간대별 부하단의 평균소비전력량에 대한 정보를 저장하고, 고장이 발생한 시점의 데이터를 로드하여 부하단으로의 전력 공급 계획을 수립하게 된다. 각 부하단에 공급할 수 있는 전력량을 산정함에 있어서, 분산전원 3과 분산전원 4가 공급할 수 있는 전력 규모가 고려될 수 있다. 더 많은 전력을 공급할 수 있는 분산전원에 더 많은 부하단을 연결하기 위함이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배전자동화용 IED의 프로세스 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 배전자동화용 IED(100)는 전압/전류를 계측하여 배전선로를 감시하여(S310), 배전선로에 고장이 발생하였는지를 상시 감시한다(S320). 평상시에는 전압/전류 계측값을 통해 분산전원(40)과 연계된 배전선로에 존재하는 각 구간의 부하단에 대하여 미리 정해진 시간 간격으로 평균소비전력을 연산하여(S330), 연산값을 분산전원용 IED(200)로 전송한다(S340). 분산전원(40)과 연계된 배전선로의 평균소비전력을 연산함으로써, 배전선로 고장 발생시, 분산전원(40)이 계통으로 공급해야 할 전력량을 산정하는데 이용할 수 있다.
배전선로에 고장이 발생한 경우, 고장인지 여부, 고장조류 방향 등을 포함하는 고장정보를 생성하고(S350), 생성한 정보를 분산전원용 IED(200) 및 중앙관리장치(300)로 전송한다(S360). 배전자동화용 IED(100)는 중앙관리장치(300)의 제어신호에 따라, 개폐기(30)를 제어하여, 사고가 발생한 구간을 배전계통과 분리한다(S360).
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 분산전원용 IED(200)의 프로세스 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 분산전원용 IED(200)는 분산전원(40)의 전압/전류를 계측하고, 분산전원(40)의 발전량과 배터리의 잔존용량을 검출하여, 분산전원(40)이 계통으로 공급할 수 있는 전력량을 연산한다(S410). 분산전원용 IED(200)는 각 구간별 배전자동화용 IED(100)로부터 분산전원(40)과 연계된 부하단의 평균소비전력 정보를 수신하여 저장하며(S420), 타 분산전원용 IED(200)와 분산전원(40)에서 계통을 통해 공급할 수 있는 전력량에 대한 정보를 교환하여 저장한다(S430). 배전선로에서 고장이 발생한 경우 분산전원용 IED(200)는 배전자동화용 IED(100)로부터 고장정보를 수신하고, 고장정보를 분석하여, 고장구간을 인지한다(S440). 고장구간을 인지하면, 배전자동화용 IED(100)로부터 수신한 각 구간별 부하단의 평균소비전력정보에 기반하여, 고장이 발생하지 않은 건전구간에 대해 미리 정해진 시간 동안 공급할 전력량을 산정하고(S450), 분산전원(40)과 계통사이의 개폐기(30)를 제어하여 분산전원(40)에서 연계된 부하단으로 전력이 공급될 수 있도록 한다(S460).
본 실시예에서는 발명의 효과적인 설명을 위해, 각 단계가 시간순서대로 진행되는 것으로 설명하고 있지만, S420과 S430, S440과 S450 단계의 선후가 바뀌어 진행될 수도 있고, 각 단계가 동시에 진행될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른, 분산전원(40)을 이용한 건전구간 복구 방법의 흐름도이다.
먼저, 공급능력판단단계는(S510) 분산전원(40)과 연결된 분산전원용 IED(200)가 분산전원(40)의 발전량 및 배터리의 잔존용량정보에 기초하여 분산전원(40)이 보유한 전력량을 산정하고, 배전자동화용 IED(100)가 연산한 분산전원(40)과 연계된 부하단의 평균소비전력 데이터와 타 분산전원(40)의 분산전원용 IED(200)로부터 타 분산전원(40)이 보유한 전력량에 대한 데이터를 저장하는 단계이다.
고장정보 처리단계는(S520) 배전선로에서 고장이 발생한 경우, 배전자동화용 IED(100)가 중앙관리장치(300) 및 분산전원용 IED(200)로 고장정보를 송신하고, 분산전원용 IED(200)는 고장정보를 분석하여 고장구간을 파악하여 건전구간을 인지하고, 인지된 건전구간에 공급해야 할 전력량을 연산하는 단계이다. 또한 중앙관리장치(300)는 배전선로의 고장정보를 분석하여 배전자동화용 IED(100)로 개폐기(30)를 제어하는 제어신호를 송신하여, 고장구간이 계통에서 분리될 수 있도록 조치한다.
전력공급단계는(S530) 타 분산전원(40)의 전력 공급 능력, 건전구간내 부하단의 평균소모전력량 등의 정보를 기초로 분산전원용 IED(200)가 건전구간으로 공급해야할 전력량을 결정하고, 분산전원(40)과 계통을 연결하여 분산전원(40)을 통해 부하단으로 전력을 공급하는 단계이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
10 : 배전변전소
20 : 보호기기
30 : 개폐기
40 : 분산전원
100 : 배전자동화용 IED
200 : 분산전원용 IED
300 : 중앙관리장치

Claims (7)

  1. 배전계통의 고장을 인지하여 고장구간 및 고장조류의 방향에 관한 고장 정보를 생성하고, 분산전원과 연계된 배전선로 부하단의 평균소비전력량을 연산하는 배전자동화용 IED;
    상기 배전계통의 고장 시 상기 분산전원을 통해 상기 부하단으로의 전력공급 가능 전력량을 판단하고, 상기 분산전원의 상기 배전계통으로의 연결을 제어하는 제어하는 분산전원용 IED; 및
    상기 배전자동화용 IED로부터 상기 배전계통의 고장 정보를 수신하고, 상기 고장 정보에 따라 상기 배전자동화용 IED에 연계된 개폐기의 투입?개방을 원격으로 제어하는 중앙관리장치를 포함하는
    분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배전자동화용 IED는 미리 정해진 시간단위로 상기 부하단의 전압 및 전류를 계측하여 시간대별 평균부하전력량을 연산하는 것을 특징으로 하는 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산전원용 IED는 상기 분산전원의 발전량과 배터리 저장량에 기반하여 상기 전력공급 가능 전력량을 연산하는 것을 특징으로 하는 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산전원용 IED는 상기 배전자동화용 IED로부터 상기 평균소비전력량에 대한 정보를 수신하고, 개폐기로 구분되는 배전 구간별 부하단의 평균소비전력량에 대한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분산전원용 IED는 타 분산전원의 전력공급 가능 전력량에 대한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 분산전원용 IED는 배전 구간별 부하단의 평균소비전력량과 타 분산전원의 전력공급 가능 전력량에 대한 정보를 기초로, 건전구간에 공급할 전력량을 결정하는 것을 특징으로 하는 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템.
  7. 분산전원용 IED가 분산전원의 발전량 및 배터리의 잔존용량에 기초하여 상기 분산전원이 계통으로 공급할 수 있는 전력량을 산정하고 상기 분산전원과 연계된 부하단의 평균소비전력 데이터를 저장하는 공급능력 판단 단계;
    배전선로의 고장 발생시 배전자동화용 IED가 중앙관리장치 및 분산전원용 IED로 고장정보를 전송하고, 상기 분산전원용 IED가 고장구간을 파악하여 건전구간을 인지하는 단계; 및
    상기 분산전원용 IED가 상기 분산전원과 상기 부하단사이의 스위칭을 제어하여 상기 분산전원으로부터 상기 부하단으로 전원이 공급될 수 있도록 제어하는 전력공급단계를 포함하는
    분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 방법.
KR1020110016075A 2011-02-23 2011-02-23 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법 KR101266953B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110016075A KR101266953B1 (ko) 2011-02-23 2011-02-23 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110016075A KR101266953B1 (ko) 2011-02-23 2011-02-23 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120096774A true KR20120096774A (ko) 2012-08-31
KR101266953B1 KR101266953B1 (ko) 2013-05-30

Family

ID=46886602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110016075A KR101266953B1 (ko) 2011-02-23 2011-02-23 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101266953B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102967780A (zh) * 2012-11-21 2013-03-13 国电南瑞科技股份有限公司 一种变电站智能告警建模方法
CN103001328A (zh) * 2012-11-19 2013-03-27 山东大学 一种智能变电站的故障诊断与评估方法
KR20140031604A (ko) * 2012-09-05 2014-03-13 한국전력공사 배전선로 고장복구 시스템 및 이의 운용방법
CN105139291A (zh) * 2015-09-11 2015-12-09 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 一种含分布式电源配电网设备利用率的计算方法
KR20160127236A (ko) * 2015-04-24 2016-11-03 한국전기연구원 초소형 분산전원의 계통연계를 위한 지능형 전력량계 및 그 제어방법
KR20210043856A (ko) 2019-10-14 2021-04-22 한국전력공사 전력망 고장 분석 처리 방법
KR20210051787A (ko) * 2019-10-31 2021-05-10 한국전력공사 분산형 전원 단독운전 방지 시스템 및 방법
CN113315236A (zh) * 2021-06-25 2021-08-27 贵州长通电气有限公司 低压配电柜远程诊断系统及方法
US11309706B2 (en) * 2018-02-06 2022-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Nano grid protection device, large power grid and a method for controlling a nano grid protection device
KR20220165578A (ko) * 2021-06-08 2022-12-15 한국전력공사 상시 다중 연계 배전선로의 고장구간 분리 방법 및 차단기용 지능형 제어 장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103683217B (zh) * 2013-11-29 2016-08-17 国家电网公司 一种基于配电网智能终端的故障定位保护装置及方法
CN105226619B (zh) * 2015-10-28 2018-09-25 南京新联电子股份有限公司 分布式馈线自动化区内区外故障判别方法
KR101620932B1 (ko) * 2015-12-29 2016-05-13 (주)대광기술 배전선로의 분산전원 제어장치
KR101943468B1 (ko) * 2016-12-09 2019-01-29 효성중공업 주식회사 마이크로그리드 시스템 및 고장 처리 방법
KR101904821B1 (ko) * 2016-12-09 2018-10-15 효성중공업 주식회사 마이크로그리드 시스템 및 고장 처리 방법
KR101904815B1 (ko) * 2016-12-21 2018-10-15 효성중공업 주식회사 Ｅｓｓ용 ｐｃｓ 및 ｐｃｓ 운전 방법
KR20210089035A (ko) * 2020-01-07 2021-07-15 한국전력공사 최적 조류 계산 방법 및 시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4427482B2 (ja) 2005-04-15 2010-03-10 株式会社東芝 配電系統監視制御装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140031604A (ko) * 2012-09-05 2014-03-13 한국전력공사 배전선로 고장복구 시스템 및 이의 운용방법
CN103001328A (zh) * 2012-11-19 2013-03-27 山东大学 一种智能变电站的故障诊断与评估方法
CN102967780A (zh) * 2012-11-21 2013-03-13 国电南瑞科技股份有限公司 一种变电站智能告警建模方法
KR20160127236A (ko) * 2015-04-24 2016-11-03 한국전기연구원 초소형 분산전원의 계통연계를 위한 지능형 전력량계 및 그 제어방법
CN105139291A (zh) * 2015-09-11 2015-12-09 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 一种含分布式电源配电网设备利用率的计算方法
CN105139291B (zh) * 2015-09-11 2018-07-03 广东电网有限责任公司电网规划研究中心 一种含分布式电源配电网设备利用率的计算方法
US11309706B2 (en) * 2018-02-06 2022-04-19 Siemens Aktiengesellschaft Nano grid protection device, large power grid and a method for controlling a nano grid protection device
KR20210043856A (ko) 2019-10-14 2021-04-22 한국전력공사 전력망 고장 분석 처리 방법
KR20210051787A (ko) * 2019-10-31 2021-05-10 한국전력공사 분산형 전원 단독운전 방지 시스템 및 방법
KR20220165578A (ko) * 2021-06-08 2022-12-15 한국전력공사 상시 다중 연계 배전선로의 고장구간 분리 방법 및 차단기용 지능형 제어 장치
CN113315236A (zh) * 2021-06-25 2021-08-27 贵州长通电气有限公司 低压配电柜远程诊断系统及方法
CN113315236B (zh) * 2021-06-25 2022-09-23 贵州长通电气有限公司 低压配电柜远程诊断系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101266953B1 (ko) 2013-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101266953B1 (ko) 분산전원을 이용한 건전구간 전원공급 시스템 및 방법
KR102218268B1 (ko) 고장판단 및 고장복구 시나리오 자동생성 기능을 탑재한 변전소 자동화시스템 운영장치
US9112381B2 (en) Method and apparatus for managing the distribution of electrical energy in a power distribution grid
CN100403622C (zh) 智能配电管理中心
CN101908764B (zh) 电网自愈控制方法
CN107846011A (zh) 一种基于主配网协同控制的配电网故障恢复方法
CN102075005B (zh) 基于ems系统的110kv区域备自投动作处理方法
CN107394897A (zh) 一种基于拓扑图的配电网智能自愈方法及系统
CN105515188A (zh) 一种配电网集中式馈线自动化故障处理方法
CN102611080A (zh) 主站式小电流接地控制方法
CN204089179U (zh) 辐射型配电网自愈控制系统
KR102145266B1 (ko) 전력계통 모니터링 시스템 및 그 방법
CN104518564A (zh) 一种具有区域自投功能的备自投装置及备自投方法
CN107994551A (zh) 基于输配协同的故障快速恢复处理方法
CN108537433A (zh) 基于多维评价指标的地区电网风险预警方法
CN103490392A (zh) 含分布式电源或微网的配电网的故障处理方法
CN102118061A (zh) 一种区域电网集中控制方法及系统
WO2013125189A1 (ja) ネットワーク監視装置およびネットワーク監視方法
CN110221183A (zh) 面向非配电自动化覆盖区域的配网故障预警方法及系统
CN104332999A (zh) 地区电网主网自动转供电策略生成方法
JP2010161865A (ja) 配電系統の地絡保護システム、配電系統の地絡保護方法、プログラム
US20140032009A1 (en) Power distribution system and method for operation thereof
CN204885910U (zh) 一种智能化低压配电箱
CN104135079A (zh) 含分布式电源的智能配电网故障处理方法
CN106026047A (zh) 一种基于多源协调配合的高可靠配电自动化的优化控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160427

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180503

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190503

Year of fee payment: 7