KR20130049239A - Apparatus and method for controlling a load of power system - Google Patents

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KR20130049239A
KR20130049239A KR1020110099238A KR20110099238A KR20130049239A KR 20130049239 A KR20130049239 A KR 20130049239A KR 1020110099238 A KR1020110099238 A KR 1020110099238A KR 20110099238 A KR20110099238 A KR 20110099238A KR 20130049239 A KR20130049239 A KR 20130049239A
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voltage instability
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남수철
신정훈
김태균
백승묵
이재걸
송지영
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한국전력공사
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Abstract

PURPOSE: A load control apparatus of a power system and a method thereof are provided to prevent voltage instability of the power system through load disconnection in case of voltage instability, as judging the generation of short time voltage instability and long time voltage instability of the power system on the ground of PV or FV curve, voltages of major monitoring lines and blocking of major power facilities generated on the ground of SCADA/EMS data. CONSTITUTION: A data collection part(420) collects power system data from SCADA/EMS(100), and collects real-time system information from a PMU(Phase Measurement Unit)(200). A conversion part(430) generates a network PV curve or FV curve using the power system data collected in the data collection part, and displays a current operation point of the power system in the network PV curve or FV curve generated on the ground of real-time system information. A judgment part(440) judges generation of short time voltage instability on the ground of the collected power system data and the real-time system information, and judges generation of long time voltage instability on the ground of the current operation point and a predetermined system limit point of the generated network PV curve or FV curve. A load blocking part(450) performs load blocking by generating a load blocking signal according to predetermined blocking load amount if the judgment part judges generation of the short time or long time voltage instability. [Reference numerals] (300) Monitoring bus; (410) Setting part; (420) Data collection part; (430) Conversion part; (440) Judgment part; (450) Load blocking part; (460) Alarm part; (500) Circuit breaker; (600) Operator terminal

Description

전력계통의 부하 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A LOAD OF POWER SYSTEM}Load control device and method of power system {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A LOAD OF POWER SYSTEM}

본 발명은 전력계통의 부하 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시각 동기화된 시계열 데이터와 기존 모든 전력계통의 전력정보를 취득하는 SCADA/EMS 데이터를 이용하여 광역계통의 전압안정도를 실시간으로 감시하고, 전압 또는 무효전력의 문제로 발생하는 전력계통의 광역정전을 예방하는 전력계통의 부하 제어 장치 및 방법에 대한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a load of a power system. More particularly, the voltage stability of a wide area system is real-time by using time-synchronized time series data and SCADA / EMS data which acquires power information of all existing power systems. The present invention relates to a load control device and method for monitoring a power system and preventing a power failure due to voltage or reactive power.

전력계통은 전력의 안정적인 공급을 위해서 상시 전압안정도, 전압, 무효전력 등을 모니터링하고, 전력계통에서 고장이 발생하면 해당 구간을 절체하여 고장으로 인한 부하구간을 차단한다.The power system monitors the voltage stability, voltage, reactive power, etc. at all times for stable supply of power, and if a failure occurs in the power system, the corresponding section is switched to block the load section due to the failure.

일반적으로 전력계통의 전압안정도 감시를 위해서 다음과 같은 방법들이 사용되어 왔다.In general, the following methods have been used to monitor the voltage stability of power systems.

첫 번째는, 전압 불안정이 예상되는 모선 전압이 정격 유지 범위를 유지하는 지 여부를 감시하는 방법이다. 감시 대상 모선의 전압이 정격 유지범위를 넘어서면 전압 불안정을 판단하여 계획된 제어동작(예를 들면, 절체, 분리 등)을 수행한다. 이는, 매우 단순하고 간편한 방법으로 실시간으로 안정도 판별을 할 수 있는 장점이 있지만, 제한적인 정보를 이용한 방법으로 실제 전압 불안정과 단순한 순간 저전압/과전압 현상을 판단할 수 없는 문제점이 있다.The first is to monitor whether the bus voltage that is expected for voltage instability remains within its rated maintenance range. If the voltage of the bus to be monitored exceeds the rated maintenance range, the voltage instability is determined and the planned control action (eg, transfer, disconnection, etc.) is performed. This has the advantage of being able to determine stability in real time in a very simple and simple way, but there is a problem that can not determine the actual voltage instability and simple instantaneous low voltage / overvoltage phenomenon by a method using limited information.

두 번째는, 전체 전력계통의 데이터를 입력받아 조류계산 베이스의 수치해석을 통한 전압 불안정 판별 방식이다. SCADA/EMS와 같은 계통 감시 장치를 통하여 축적된 데이터베이스를 이용하여 비선형의 전력계통을 선형화 과정을 통해 감도 해석 등을 이용한 안정도 판단을 수행한다. 이러한 방식은 조류계산을 기반으로 하는 OPF, 감도해석 등을 이용한 전압안정도 판별은 매우 정확한 안정도 판별을 할 수 있는 장점이 있으나, 계산에 사용되는 입력데이터를 실시간으로 작성할 수 없어 Off-Line 안정도 감시에만 사용할 수 있는 문제점이 있다.The second method is to determine the voltage instability through numerical analysis of the tidal current calculation base. Using the database accumulated through the system monitoring system such as SCADA / EMS, the stability of the nonlinear power system is linearized and sensitivity analysis is performed. This method has the advantage of very accurate stability determination by using OPF and sensitivity analysis based on algae calculation, but it is impossible to prepare the input data used for calculation in real time. There is a problem that can be used.

세 번째는, 최근 관심이 높아지고 있는 실시간 시각동기 위상각 측정 기술을 이용한 전압안정도 감시 방법이다. 잘 알려진 최대전력전송이론을 이용하여 전력계통의 말단부에서 측정된 시각 동기화된 전압, 전류 데이터를 이용하여 전력계통의 등가임피던스와 부하단의 임피던스를 측정하여 전압안정도를 감시하는 방법과 측정된 전압데이터의 변화율을 시간계열로 축적, 평균적인 변화율에 비해 급격하게 변화하는 계통상태를 감시하는 방법, 측정된 전압 정보를 FFT 과정을 통하여 유효한 정보를 취득하여 전압안정도를 감시하는 방법이 있다. 위 방법들은 모두 제한된 정보만을 가지고 전력계통 말단에 위치한 부하단의 비교적 정확한 전압안정도 감시가 가능한 장점이 있으나, 광역계통의 전압안정도 감시를 할 수 없으며 계통 임피던스의 추정과정이 정확하지 않으며, 순간적인 전압강화와 실제 전압안정성의 구분이 모호하며, FFT를 통하여 취득할 수 있는 전압정보의 크기 및 주파수 정보가 전압안정성 판단에 직접적으로 활용할 수 없는 문제점이 있다.
The third method is voltage stability monitoring method using real time visual synchronous phase angle measurement technology, which is of increasing interest. A method of monitoring voltage stability by measuring the equivalent impedance of the power system and the impedance of the load terminal using the time-synchronized voltage and current data measured at the end of the power system using the well-known maximum power transfer theory, and the measured voltage data. The rate of change is accumulated by time series, and the state of the system is rapidly monitored compared to the average rate of change, and the method of monitoring the voltage stability by acquiring valid information through the FFT process. All of the above methods have the advantage of being able to monitor relatively accurate voltage stability of the load terminal located at the end of the power system with limited information, but it is impossible to monitor the voltage stability of the wide area system, the process of estimating the system impedance is not accurate, and instantaneous voltage The distinction between enhancement and actual voltage stability is ambiguous, and there is a problem in that the magnitude and frequency information of voltage information that can be obtained through FFT cannot be directly used for voltage stability determination.

부하차단 시스템은 전압붕괴를 예방하기 위한 마지막 수단으로 선로사고, 부하의 급격한 증가 등으로 유발되는 광역정전을 예방하는 효과가 있다. 부하차단 시스템은 전압 불안정을 감시하는 방법, 부하 차단을 하는 방법 등으로 구분될 수 있다.The load blocking system is a last resort to prevent voltage collapse and has the effect of preventing the power failure caused by line accidents and sudden increase in load. The load shedding system can be divided into a method of monitoring voltage instability and a method of shedding load.

일반적으로 지금까지 사용되어 온 방식은 전력계통 운영 시 고려되는 가장 심각한 사고를 미리 선정하여, 해당 사고 발생기 계획된 부하차단을 단계적으로 실시하는 이벤트 기반의 중앙집중형 방식이다. 이 방법은 계통을 불안정하게 하는 주요 이벤트에 대하여 확실하게 대처하는 방식이나, 오프라인 해석을 통하여 선정된 주요 이벤트, 부하차단량, 차단시간 등이 실제 계통 운영 간에는 변경될 수 있어, 그 차단량이 과하거나, 또는 적을 수 있는 문제점이 있다.In general, the method that has been used so far is an event-based centralized method that selects the most serious accidents considered in the operation of the power system in advance and performs the planned load blocking step by step. This method is a method of reliably coping with major events that make the system unstable, but the main events, load interruptions, and interruption times selected through off-line analysis can be changed between actual system operations. There is a problem that can be written, or written down.

두 번째 방법은 전압과 무효전력 간의 관계를 이용하여 전압 불안정을 가장 효과적으로 감시할 수 있는 주요 모선을 선정, 전압과 전류의 벡터 차를 이용하여 무효전력 수급 불안정에 기인한 전압 불안정 요소에 대하여 부하차단을 수행하는 방식이다. 이 방법은 특정 사고가 아닌 계통의 전압 불안정을 유발하는 다양한 사고에 대비한 부하차단을 할 수 있는 장점이 있으나, 특정 모선의 전압, 전류의 벡터만을 갖고 전력계통의 안정도를 판별하는 과정에서 계통 불안정성을 정확한 계통 불안정성을 파악하기 힘들며, 각 모선별로 구성된 차단시스템이 매우 복잡하며, 계통이 붕괴하는 주요 이벤트에 대한 확실한 보호가 어려운 문제점이 있다.The second method uses the relationship between voltage and reactive power to select the main buses that can most effectively monitor voltage instability, and load-loads against voltage instability caused by reactive power supply instability by using vector difference between voltage and current. Is the way to do it. This method has the advantage that the load can be blocked for various accidents that cause voltage instability of the system rather than a specific one.However, the system instability in the process of determining the stability of the power system using only the voltage and current vector of the specific bus. It is difficult to determine the exact system instability, the barrier system configured for each busbar is very complicated, and there is a problem that it is difficult to reliably protect the main event that the system collapses.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, SCADA/EMS 데이터를 근거로 생성되는 PV 또는 FV 곡선과, 주요 감시모선 들의 전압 및 주요 전력 설비 차단 여부를 근거로 전력계통의 단기 전압 불안정 및 장기 전압 불안정 발생 여부를 판단하고, 전압 불안정 발생시 부하 차단을 통해 전력계통의 전압 불안정을 예방하도록 한 전력계통의 부하 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, the short-term voltage of the power system based on the PV or FV curve generated based on the SCADA / EMS data, the voltage of the main monitoring bus and whether the main power equipment is shut off An object of the present invention is to provide an apparatus and method for controlling a load of a power system to determine whether an instability and a long-term voltage instability occur, and to prevent voltage instability of the power system by breaking a load in the event of voltage instability.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 장치는, SCADA/EMS로부터 전력계통 데이터를 수집하고, PMU로부터 실시간 계통정보를 수집하는 데이터 수집부; 데이터 수집부에서 수집된 전력계통 데이터를 이용하여 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 생성하고, 실시간 계통정보를 근거로 생성한 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 전력계통의 현재 운전점을 표시하는 변환부; 수집한 전력계통 데이터 및 실시간 계통정보를 근거로 단기 전압 불안정 발생 여부를 판단하고, 생성한 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선의 현재 운전점 및 기설정된 계통 한계점을 근거로 장기 전압 불안정 발생 여부를 판단하는 판단부; 및 판단부에서 단기 전압 불안정 발생 또는 장기 전압 불안정 발생으로 판단하면 기설정된 차단 부하량에 따른 부하차단 신호를 발생하여 부하차단을 수행하는 부하 차단부를 포함한다.In order to achieve the above object, a load control apparatus for a power system according to an embodiment of the present invention includes: a data collector for collecting power system data from SCADA / EMS and collecting real-time system information from a PMU; A conversion unit generating a network PV curve or an FV curve by using the power system data collected by the data collection unit and displaying a current operating point of the power system on the network PV curve or the FV curve generated based on real-time grid information; Judging whether short-term voltage instability occurs based on the collected power system data and real-time grid information, and judging whether long-term voltage instability occurs based on the current operating point of the generated network PV or FV curve and the preset grid limit point. part; And a load breaker configured to generate a load cutoff signal according to a predetermined cutoff load amount when the determination unit determines that the short-term voltage instability or the long-term voltage instability occurs.

변환부는, 조류계산 데이터가 생신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 갱신하여 재생성하고, 실시간 계통정보가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 표시한 전력계통의 현재 운전점을 갱신하여 재생성한다.The converter updates and regenerates the network PV curve or the FV curve whenever the tidal calculation data is generated, and regenerates the current operating point of the power system displayed on the network PV curve or the FV curve whenever the real-time system information is updated. do.

판단부는, 복수의 주요 감시 모선들 각각의 전압과 주요 전력 설비들의 탈락 여부를 근거로 단기 전압 불안정 발생 여부를 판단한다.The determination unit determines whether short-term voltage instability occurs based on voltages of each of the plurality of main monitoring buses and whether the main power facilities are dropped.

판단부는, 복수의 주요 감시 모선들에서 저전압 발생시 주요 전력 설비들의 탈락하면 단기 전압 불안정 이벤트를 발생하고, 발생한 단기 전압 불안정 이벤트가 설정시간 동안 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단한다.The determination unit may generate a short-term voltage instability event when the main power equipments drop out when a low voltage occurs in the plurality of main monitoring buses, and generate a short-term voltage instability when the short-term voltage instability event is maintained for a set time.

판단부는, 현재 운전점이 계통 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단한다.The determination unit determines that long-term voltage instability occurs when the current operating point is below the system threshold.

판단부는, 전력계통 붕괴점과 현재 운전점의 차이값이 전력계통 안정도 여유가 전력계통 붕괴점과 계통 한계점의 차이값인 운전 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단한다.The determination unit determines that a long-term voltage instability occurs when the difference between the power system collapse point and the current operating point is less than an operating threshold that is the difference between the power system collapse point and the system limit point.

변환부에서 생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말에게로 전송하고, 단기 전압 불안정 발생시 또는 장기 전압 불안정 발생시 운영자 단말에게로 전압 불안정 발생을 통보하는 알람부를 더 포함한다.
Transmitting the network PV curve or FV curve generated by the conversion unit to the operator terminal, and when the short-term voltage unstable occurrence or long-term voltage unstable occurrence further includes an alarm unit for notifying the occurrence of voltage instability to the operator terminal.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법은, SCADA/EMS로부터 복수의 주요 감시 모선들의 전압을 수집하는 단계; PMU로부터 전력계통 주요 전력 설비의 탈락 여부를 수집하는 단계; 수집한 복수의 주요 감시 모선들의 전압 및 수집한 주요 전력 설비의 탈락 여부를 근거로 단기 전압 불안정 이벤트를 발생하는 단계; 이벤트를 발생하는 단계에서 발생한 단기 전압 불안정 이벤트의 유지시간을 근거로 단기 전압 불안정 발생 여부를 판단하는 단계; 및 판단하는 단계에서 단기 전압 불안정 발생으로 판단하면 부하차단 신호 및 알람을 발생하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a load control method for a power system according to an embodiment of the present invention includes: collecting voltages of a plurality of main monitoring buses from a SCADA / EMS; Collecting whether a power system main power facility has been dropped from the PMU; Generating a short-term voltage instability event based on the voltages of the collected plurality of main monitoring buses and whether the collected main power equipment has been dropped; Determining whether short-term voltage instability occurs based on a holding time of the short-term voltage instability event generated in the event generating step; And generating a load interruption signal and an alarm when it is determined that the short-term voltage instability occurs.

이벤트를 발생하는 단계에서는, 복수의 주요 감시 모선들에서 저전압 발생시 주요 전력 설비들의 탈락 상태이면 단기 전압 불안정 이벤트를 발생한다.In the step of generating an event, if a low voltage occurs in a plurality of main monitoring buses, a short-term voltage instability event is generated when the main power equipments are in a dropped state.

판단하는 단계에서는, 발생한 단기 전압 불안정 이벤트가 설정시간 동안 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단한다.
In the determining step, if the short-term voltage instability event is maintained for a set time, it is determined that the short-term voltage instability occurs.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법은, SCADA/EMS로부터 전력계통 데이터를 수집하고, PMU로부터 실시간 계통정보를 수집하는 단계; 수집한 전력계통 데이터를 근거로 조류계산 데이터를 생성하는 단계; 생성한 조류계산 데이터를 근거로 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 생성하는 단계; 수집한 실시간 계통정보를 근거로 현재 운전점을 검출하여 생성한 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 표시하는 단계; 표시된 현재 운전점 및 기설정된 계통 한계점을 근거로 장기 전압 불안정 발생 여부를 판단하는 단계; 및 판단하는 단계에서 장기 전압 불안정 발생으로 판단하면 부하차단 신호 및 알람을 발생하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, a load control method of a power system according to another embodiment of the present invention includes collecting power system data from SCADA / EMS and collecting real-time system information from a PMU; Generating bird calculation data based on the collected power system data; Generating a network PV curve or an FV curve based on the generated algal calculation data; Detecting a current operating point based on the collected real-time system information and displaying it on a network PV curve or an FV curve generated; Determining whether long-term voltage instability occurs based on the displayed current operating point and a preset system limit point; And generating a load interruption signal and an alarm when it is determined that the long-term voltage instability occurs.

조류계산 데이터가 생신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 갱신하여 재생성하고, 실시간 계통정보가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 표시한 전력계통의 현재 운전점을 갱신하여 재생성하는 단계를 더 포함한다.When the tidal current data is generated, the network PV curve or the FV curve is updated and regenerated, and whenever the real-time grid information is updated, the current operating point of the power system displayed on the network PV curve or the FV curve is updated and regenerated. It includes more.

판단하는 단계에서는, 현재 운전점이 계통 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단한다.In the determining step, it is determined that long-term voltage instability occurs when the current operating point is below the system limit point.

판단하는 단계에서는, 전력계통 붕괴점과 현재 운전점의 차이값이 전력계통 안정도 여유가 전력계통 붕괴점과 계통 한계점의 차이값인 운전 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단한다.In the determining step, it is determined that the long-term voltage instability occurs when the difference between the power system collapse point and the current operating point is less than the operating limit point that is the difference between the power system collapse point and the system limit point.

생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말에게로 전송하는 단계를 더 포함한다.The method may further include transmitting the generated network PV curve or FV curve to the operator terminal.

본 발명에 의하면, 전력계통의 부하 제어 장치 및 방법은 SCADA/ESM의 전력계통 데이터와 PMU에서 측정되는 실시간 전력계통 정보를 이용하여 단기 전압 안정도 및 장기 전압 안정도를 판단함으로써, 전력계통의 전압 안정도 감시의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the load control device and method of the power system monitors the voltage stability of the power system by determining the short-term voltage stability and the long-term voltage stability using the power system data of the SCADA / ESM and the real-time power system information measured in the PMU. There is an effect to improve the accuracy of.

또한, 전력계통의 부하 제어 장치 및 방법은 주요 이벤트로 발생하는 단기 전압 불안정과 실시간으로 변동하는 전력계통 특성을 반영한 장기 전압 불안정을 동시에 대응하는 다단계 부하차단시스템을 구현함으로써, 전력계통의 안정 운영이 가능한 효과가 있다.In addition, the load control device and method of the power system implements a multi-stage load blocking system that simultaneously responds to short-term voltage instability occurring as a major event and long-term voltage instability reflecting the changing power system characteristics in real time, thereby ensuring stable operation of the power system. There is a possible effect.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 2는 도 1의 부하 차단부를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법의 단기 전압 불안정 발생에 따른 부하 차단을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법의 장기 전압 불안정 발생에 따른 부하 차단을 설명하기 위한 흐름도.
도 5 및 도 6은 장기 전압 불안정 판단 단계를 설명하기 위한 도면.1 is a block diagram illustrating a load control device of a power system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for describing a load breaker of FIG. 1. FIG.
3 is a flowchart illustrating a load shedding caused by short-term voltage instability in the load control method of the power system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a load shedding caused by long-term voltage instability in the load control method of the power system according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining the long-term voltage instability determination step.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention. . In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 부하 차단부를 설명하기 위한 도면이다.
Hereinafter, the load control device for a power system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling a load of a power system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a load breaker of FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, 전력계통의 부하 제어장치는 설정부(410), 데이터 수집부(420), 변환부(430), 판단부(440), 부하 차단부(450), 알람부(460)를 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 1, the load control apparatus of the power system includes a setting unit 410, a data collecting unit 420, a converter 430, a determination unit 440, a load breaker 450, and an alarm unit ( 460).

설정부(410)는 단기 전압 불안정을 유발하는 이벤트 목록 및 주요 감시 모선(300)을 설정한다. 여기서, 설정부(410)는 기설정된 이벤트 목록에 포함된 이벤트 발생시 전압 및 무효전력 감도가 가장 큰 모선을 주요 감시 모선(300)으로 설정한다. 즉, 설정부(410)는 이벤트의 검출이 가장 용이한 모선을 주요 감시 모선(300)으로 설정한다. 이때, 설정부(410)는 복수의 주요 감시 모선(300)을 설정한다.The setting unit 410 sets the event list and the main monitoring bus 300 to cause short-term voltage instability. Herein, the setting unit 410 sets the main bus bus 300 having the greatest voltage and reactive power sensitivity when an event included in the preset event list occurs. That is, the setting unit 410 sets the main bus bar 300, which is the easiest to detect the event. In this case, the setting unit 410 sets a plurality of main monitoring buses (300).

설정부(410)는 기설정된 복수의 주요 감시 모선(300)들에 대한 저전압 발생 여부를 판단하는 기준값들을 설정한다. 즉, 설정부(410)는 복수의 주요 감시 모선(300)들 각각에 대한 기준전압을 설정한다.The setting unit 410 sets reference values for determining whether a low voltage is generated for a plurality of preset main monitoring buses 300. That is, the setting unit 410 sets a reference voltage for each of the plurality of main monitoring buses 300.

설정부(410)는 전압 안정도 판단에 기준이 되는 계통 한계점을 설정한다. 이때, 설정부(410)는 전력계통 계획 및 운영단계에서 상정사고에 대해 미리 설정되는 계통 한계점을 운영자 단말(600)로부터 입력받아 설정한다.
The setting unit 410 sets a system limit point that is a reference for determining voltage stability. At this time, the setting unit 410 receives a system threshold set in advance for the assumed accident in the power system planning and operation stage from the operator terminal 600 and sets.

데이터 수집부(420)는 기설정된 복수의 주요 감시 모선(300)들의 전압을 수집한다. 데이터 수집부(420)는 전력계통의 주요 전력 설비들 탈락 여부를 수집한다. 이때, 데이터 수집부(420)는 SCADA/EMS(100)로부터 주요 감시 모선(300)들의 전압을 수집한다. 데이터 수집부(420)는 SCADA/EMS 데이터는 분 단위로 취득되어 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입을 실시간으로 반영하지 못하기 때문에 PMU(200)를 통해 주요 전력 설비의 탈락 여부를 수집한다. 즉, 데이터 수집부(420)는 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입 여부를 PMU(200) 등을 통하여 수집한다. 여기서, 주요 전력 설비의 탈락은 해당 전력 설비에 설치된 차단기의 열림(즉, 오프(off)) 상태로, 해당 전력 설비가 정정된 것을 의미한다.The data collector 420 collects voltages of a plurality of preset main monitoring buses 300. The data collector 420 collects whether or not main power facilities of the power system are dropped. At this time, the data collection unit 420 collects the voltage of the main monitoring buses 300 from the SCADA / EMS (100). Since the data collection unit 420 SCADA / EMS data is obtained in minutes and does not reflect the dropout or input of the main transmission line, the main generator, the main load in real time, the dropping of the main power equipment through the PMU (200) Collect whether or not. That is, the data collector 420 collects whether the main transmission line, the main generator, the main load, etc. are dropped or put through the PMU 200 or the like. Here, the dropout of the main power equipment is an open (that is, off) state of the circuit breaker installed in the power equipment, and means that the power equipment is corrected.

데이터 수집부(420)는 전력계통 데이터를 수집한다. 즉, 데이터 수집부(420)는 SCADA/EMS(100) 및 PMU(200; Phasor Measurement Units)를 통해 감지(측정)되는 실시간 계통정보를 통해 전력계통 데이터를 수집한다. 이때, SCADA/EMS(100) 데이터는 분 단위로 취득되어 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입을 실시간으로 반영하지 못하는 문제점이 있다. 이러한 주요 전력설비의 변화를 반영하기 위하여 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입 여부를 PMU(200) 등을 통하여 취득되는 실시간 계통정보를 수집한다.
The data collector 420 collects power system data. That is, the data collection unit 420 collects power system data through real-time system information detected (measured) through the SCADA / EMS 100 and the PMU 200 (Phasor Measurement Units). At this time, the SCADA / EMS (100) data is acquired in minutes, there is a problem that does not reflect the dropout or input of the main transmission line, the main generator, the main load in real time. In order to reflect such a change in the main power equipment, the real-time system information acquired through the PMU 200 or the like whether the main transmission line, the main generator, the main load or the like is dropped or collected.

변환부(430)는 전력계통 데이터를 이용하여 조류계산 데이터를 생성한다. 즉, 변환부(430)는 SCADA/EMS(100) 및 PMU(200)로부터 수집한 전력계통 데이터를 이용하여 조류계산 데이터를 생성한다.The converter 430 generates tidal current calculation data using the power system data. That is, the conversion unit 430 generates algae calculation data using the power system data collected from the SCADA / EMS 100 and the PMU 200.

변환부(430)는 주요 전력 설비들의 동작정보를 근거로 기생성한 조류계산 데이터를 갱신한다. 즉, 변환부(430)는 SCADA/EMS(100)로부터의 전력계통 데이터에 주요전력 설비들의 동작정보를 반영하여 조류계산 데이터를 갱신한다.The conversion unit 430 updates the parasitic tidal current calculation data based on the operation information of the main power facilities. That is, the conversion unit 430 updates the tidal current calculation data by reflecting operation information of major power facilities in the power system data from the SCADA / EMS 100.

변환부(430)는 기생성된 조류계산 데이터를 이용하여 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 생성한다. 이때, 변환부(430)는 연속조류계산방법(CPF, Continuation Power Flow)을 이용하여 전력계통 해석을 위해 잘 알려진 네트워크 유효전력-전압 곡선(PV 곡선) 또는 네트워크 유효조류-전압 곡선(FV 곡선)을 생성한다.The converter 430 generates a network PV curve or an FV curve by using the generated algal calculation data. At this time, the conversion unit 430 is a network active power-voltage curve (PV curve) or network effective algae-voltage curve (FV curve), which is well known for power system analysis by using the continuous current calculation method (CPF, Continuation Power Flow) Create

변환부(430)는 실시간 계통정보를 이용하여 현재 운전점을 설정한다. 즉, 변환부(430)는 PMU(200)로부터 수집되는 실시간 계통정보를 근거로 기생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 현재 전력계통의 운전점을 표시한다. 이때, 변환부(430)는 PMU(200)로부터 수집된 실시간 계통정보 중에서 감시지역의 발전력 및 부하량, 감시대상 선로의 유효 조류를 이용하여 기생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 현재 전력계통의 운전점을 표시한다.The converter 430 sets a current operating point using real-time system information. That is, the conversion unit 430 displays the operating point of the current power system on the network PV curve or the FV curve generated in advance based on the real-time system information collected from the PMU 200. At this time, the conversion unit 430 operates the current power system in the network PV curve or FV curve generated by using the generation power and load of the monitoring area and the effective current of the monitored line among the real-time system information collected from the PMU 200. Mark the point.

여기서, 변환부(430)는 조류계산 데이터가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 갱신하여 재생성한다. 변환부(430)는 실시간 계통정보가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 표시한 전력계통의 현재 운전점을 갱신한다.
Here, the conversion unit 430 updates and regenerates the network PV curve or the FV curve whenever the tidal current calculation data is updated. Whenever the real-time system information is updated, the conversion unit 430 updates the current operating point of the power system displayed on the network PV curve or the FV curve.

판단부(440)는 기설정된 주요 감시 모선(300)들의 전압 및 주요 전력 설비들의 탈락 여부를 근거로 전력계통의 단기 전압 불안정 여부를 판단한다. 즉, 판단부(440)는 주요 감시 모선(300)들 각각의 전압과 해당 기준 전압을 비교하여 저전압 발생 여부를 판단한다. 판단부(440)는 주요 감시 모선(300)들의 저전압 발생 및 주요 전력 설비들의 탈락 발생의 경우 전력계통의 단기 전압 불안정 발생 이벤트를 발생한다. 이때, 판단부(440)는 페일(Fail) 또는 노이즈 등에 의한 오동작 방지를 위해서 복수의 감시 모선(300)들에 대해 '3 out of 4' 방식을 사용하여 저전압 발생 여부를 판단한다. 예를 들어, 4개의 주요 감시 모선(300) 중에서 3개 이상의 주요 감시 모선(300)의 전압들 각각이 해당 기준전압 미만이면 저전압 발생으로 판단한다.The determination unit 440 determines whether a short-term voltage instability of the power system is based on a predetermined voltage of the main monitoring buses 300 and whether the main power facilities are dropped. That is, the determination unit 440 compares the voltage of each of the main monitoring buses 300 with the corresponding reference voltage to determine whether the low voltage occurs. The determination unit 440 generates a short-term voltage instability occurrence event of the power system in the case of low voltage generation of the main monitoring buses 300 and dropout of the main power facilities. At this time, the determination unit 440 determines whether a low voltage is generated using a '3 out of 4' method for the plurality of monitoring buses 300 to prevent a malfunction due to a fail or noise. For example, when each of the voltages of the three or more main monitoring buses 300 among the four main monitoring buses 300 is less than the reference voltage, it is determined that the low voltage is generated.

여기서, 판단부(440)는 단기 전압 불안정 발생 이벤트가 기준시간이상 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단한다. 즉, 판단부(440)는 주요 감시 모선(300)들의 저전압 발생 및 주요 전력 설비들의 탈락 상태가 기준시간이상 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단한다.Here, the determination unit 440 determines that short-term voltage instability occurs when the short-term voltage instability occurrence event is maintained for more than the reference time. That is, the determination unit 440 determines that short-term voltage instability occurs when the low voltage generation of the main monitoring buses 300 and the dropout state of the main power facilities are maintained for more than the reference time.

판단부(440)는 기생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선 및 기설정된 계통 한계점을 근거로 전력계통의 안정 여부를 판단한다. 이때, 판단부(440)는 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에서 현재 전력계통의 운전점과 기설정된 계통 한계점을 비교하여 전력계통의 안정도 여부를 판단한다. 이때, 판단부(440)는 현재 전력계통의 운전점이 계통 한계점 이하이면 전력계통이 불안정한 것으로 판단한다. 판단부(440)는 현재 전력계통의 운전점이 계통 한계점을 초과하면 전력계통이 안정한 것으로 판단한다.The determination unit 440 determines whether the power system is stable on the basis of the generated network PV curve or FV curve and the predetermined system limit point. At this time, the determination unit 440 compares the operating point of the current power system and the preset system limit point in the network PV curve or FV curve to determine whether the power system is stable. At this time, the determination unit 440 determines that the power system is unstable if the operating point of the current power system is below the system limit point. The determination unit 440 determines that the power system is stable when the operating point of the current power system exceeds the system limit point.

판단부(440)는 전력계통의 현재 운전점 및 기설정된 계통 한계점을 비교하여 장기 전압 불안정 발생 여부를 판단한다. 이때, 현재 운전점이 기설정된 계통 한계점보다 작아지면 전력계통의 장기 전압 불안정 발생으로 판단한다. 즉, 판단부(440)는 전력계통 안정도 여유가 운전 한계점보다 크면 전력계통이 안정한 것으로 판단한다. 판단부(440)는 전력계통 안정도 여유가 운전 한계점보다 작으면 전력계통이 불안정한 것으로 판단한다.
The determination unit 440 determines whether a long-term voltage instability occurs by comparing the current operating point of the power system and a predetermined system threshold. At this time, when the current operating point is smaller than the predetermined system limit point, it is determined that the long-term voltage instability of the power system. That is, the determination unit 440 determines that the power system is stable when the power system stability margin is larger than the operation limit point. The determination unit 440 determines that the power system is unstable if the power system stability margin is smaller than the operation limit point.

부하 차단부(450)는 판단부(440)에서 단기 전압 불안정으로 판단하면 기설정된 차단 부하량에 대한 부하차단 신호를 발생한다. 즉, 부하 차단부(450)는 주요 감시 모선(300)의 저전압과 주요 전력 설비의 차단 상황이 사전 검토를 통하여 선정된 기준시간 동안 유지되면 최종적으로 주요 이벤트 발생 후에도 전력계통이 운전점을 갖도록 사전에 검토된 1단계 일괄 차단 부하량에 대한 부하차단 신호가 송출된다. 여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 일괄 부하 차단량은 단기 전압 불안정 해소를 위한 차단량으로 장기 전압 불안정 대비 다단계 부하차단 룩 업 테이블의 1단계 차단량만 포함하거나, 다수의 단계 차단량을 함께 포함할 수도 있다.When the load breaker 450 determines that the short-term voltage instability is determined by the determiner 440, the load breaker 450 generates a load cutoff signal for a predetermined breaking load amount. In other words, if the low voltage of the main monitoring bus 300 and the interruption state of the main power equipment are maintained for the reference time selected through the preliminary review, the load breaker 450 may have a power point in advance even after the main event occurs. A load cutoff signal is sent for the one-stage batch cutoff loads discussed in. Here, as shown in FIG. 2, the batch load breaking amount is a breaking amount for short-term voltage instability and includes only one level breaking amount of a multi-stage load blocking lookup table compared to long-term voltage instability, or includes a plurality of step breaking amounts. It may also include.

부하 차단부(450)는 판단부(440)에서 장기 전압 불안정으로 판단하면 기설정된 차단 부하량에 대한 부하차단 신호를 발생한다. 이때, 부하 차단부(450)는 전력계통의 장기 전압 불안정 발생으로 판단하면 룩 업 테이블의 1단계부터 단계적으로 기산정된 차량정보에 따라 순차적으로 부하차단을 의한 부하차단 신호를 발생한다.If the load breaker 450 determines that the long-term voltage is unstable at the determiner 440, the load breaker 450 generates a load cutoff signal for a predetermined breaking load. At this time, if it is determined that the long-term voltage instability of the power system is generated, the load blocking unit 450 generates a load blocking signal by sequentially breaking the load according to the vehicle information calculated step by step from the first stage of the look-up table.

부하 차단부(450)는 구성 가능한 모든 통신수단 즉, PMU(200)를 이용한 차단 신호 송출, IEC 61850 기반 지능형전력기기(IED) 기반 부하차단 신호 송출, PITR 등 전용선로를 이용한 부하차단 신호 송출, 기존 SCADA 망을 이용한 부하차단 신호 송출 방법을 모두 고려하여 부하차단 신호를 구성한다.The load breaker 450 transmits all configurable communication means, that is, a cutoff signal transmission using the PMU 200, a load interruption signal transmission based on an IEC 61850 based intelligent power device (IED), a load interruption signal transmission using a dedicated line such as PITR, Load blocking signal is composed by considering all load blocking signal transmission method using existing SCADA network.

부하 차단부(450)는 부하차단신호를 전력계통의 복수의 차단기(500)들 중에 해당하는 차단기(500)에게로 부하차단 신호를 전송하여 부하차단을 수행한다.
The load breaker 450 performs a load break by transmitting a load break signal to a breaker 500 corresponding to the plurality of breakers 500 of the power system.

알람부(460)는 변환부(430)에서 생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말(600)로 제공한다. 이때, 알람부(460)는 조류계산 데이터의 갱신 또는 실시간 계통정보의 갱신시마다 갱신되는 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말(600)로 전송한다.The alarm unit 460 provides the network PV curve or the FV curve generated by the converter 430 to the operator terminal 600. At this time, the alarm unit 460 transmits to the operator terminal 600 a network PV curve or an FV curve that is updated at each update of bird calculation data or update of real-time system information.

알람부(460)는 판단부(440)에서 전력계통 불안정으로 판단하면 경보 메시지를 운영자 단말(600)에게로 전송한다. 즉, 알람부(460)는 단기 전압 불안정 발생 또는 장기 전압 불안정 발생시 경고 문자, 경고 영상, 경고 알람 등의 방법으로 전력계통의 불안정을 운영자에게 통보한다.
The alarm unit 460 transmits an alarm message to the operator terminal 600 when the determination unit 440 determines that the power system is unstable. That is, the alarm unit 460 notifies the operator of the instability of the power system by a method such as a warning text, a warning image, or a warning alarm when a short-term voltage instability or a long-term voltage instability occurs.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법의 단기 전압 불안정 발생에 따른 부하 차단을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법의 단기 전압 불안정 발생에 따른 부하 차단을 설명하기 위한 흐름도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the load shedding caused by the short-term voltage instability of the load control method of the power system according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows. 3 is a flowchart illustrating a load shedding caused by short-term voltage instability in the load control method of the power system according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 부하 제어 장치(400)는 단기 전압 불안정을 유발하는 이벤트 목록 및 복수의 주요 감시 모선(300)들을 설정한다. 즉, 부하 제어 장치(400)는 기설정된 이벤트 목록에 포함된 이벤트 발생시 전압 및 무효전력 감도가 가장 큰 모선을 주요 감시 모선(300)으로 설정한다. 이때, 부하 제어 장치(400)는 기설정된 복수의 주요 감시 모선(300)들 각각에 대해 저전압 발생 여부를 판단하는데 기준이 되는 기준전압을 설정한다.First, the load control device 400 sets up a list of events and a plurality of main monitoring buses 300 causing short-term voltage instability. That is, the load control device 400 sets the main bus with the highest voltage and reactive power sensitivity as the main monitoring bus 300 when an event included in the preset event list occurs. In this case, the load control device 400 sets a reference voltage as a reference for determining whether a low voltage is generated for each of the plurality of preset main monitoring buses 300.

주요 감시 모선(300) 및 기준전압의 설정이 완료되면, 부하 제어 장치(400)는 복수의 주요 감시 모선(300)들의 전압을 수집한다(S110). 즉, 부하 제어 장치(400)는 SCADA/EMS(100)로부터 주요 감시 모선(300)들의 전압을 수집한다. When the setting of the main monitoring bus 300 and the reference voltage is completed, the load control device 400 collects the voltages of the plurality of main monitoring buses 300 (S110). That is, the load control device 400 collects the voltages of the main monitoring buses 300 from the SCADA / EMS 100.

부하 제어 장치(400)는 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입 여부를 PMU(200)를 통해 수집한다(S130). 이때, 부하 제어 장치(400)는 SCADA/EMS(100) 데이터는 분 단위로 취득되어 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입을 실시간으로 반영하지 못하기 때문에 PMU(200)를 통해 주요 전력 설비의 탈락 여부를 수집한다.The load control device 400 collects whether the main transmission line, the main generator, the main load, etc. are dropped or put through the PMU 200 (S130). At this time, the load control device 400 through the PMU 200 because the SCADA / EMS (100) data is obtained in minutes and does not reflect the drop-off or input of the main transmission line, main generator, main load, etc. in real time Collect whether the main power plant is missing.

부하 제어 장치(400)는 기설정된 주요 감시 모선(300)들의 전압 및 주요 전력 설비들의 탈락 여부를 근거로 전력계통의 단기 전압 불안정 여부를 판단한다. 즉, 부하 제어 장치(400)는 주요 감시 모선(300)들 각각의 전압과 해당 기준 전압을 비교하여 저전압 발생 여부를 판단한다. 부하 제어 장치(400)는 주요 감시 모선(300)들의 저전압 발생 및 주요 전력 설비들의 탈락 발생의 경우 전력계통의 단기 전압 불안정 발생 이벤트를 발생한다.The load control device 400 determines whether a short-term voltage instability of the power system is based on a predetermined voltage of the main monitoring buses 300 and whether the main power equipments are dropped. That is, the load control device 400 compares the voltage of each of the main monitoring buses 300 with the corresponding reference voltage to determine whether or not the low voltage occurs. The load control device 400 generates a short-term voltage instability occurrence event of the power system in case of low voltage generation of the main monitoring buses 300 and dropout occurrence of the main power facilities.

단기 전압 불안정 이벤트가 발생하면(S150; 예), 부하 제어 장치(400)는 단기 전압 불안정 이벤트의 유지시간을 근거로 단기 전압 불안정 발생 여부를 판단한다. 이때, 부하 제어 장치(400)는 단기 전압 불안정 발생 이벤트가 기준시간이상 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단한다. 즉, 판단부(440)는 주요 감시 모선(300)들의 저전압 발생 및 주요 전력 설비들의 탈락 상태가 기준시간이상 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단한다.When a short term voltage instability event occurs (S150; YES), the load control device 400 determines whether short term voltage instability occurs based on the holding time of the short term voltage instability event. At this time, the load control device 400 determines that short-term voltage instability occurs when the short-term voltage instability occurrence event is maintained for more than the reference time. That is, the determination unit 440 determines that short-term voltage instability occurs when the low voltage generation of the main monitoring buses 300 and the dropout state of the main power facilities are maintained for more than the reference time.

단기 전압 불안정 발생하면(S170; 예), 부하 제어 장치(400)는 부하 차단 신호 및 알람을 발생한다(S190). 부하 제어 장치(400)는 단기 전압 불안정으로 판단하면 기설정된 차단 부하량에 대한 부하차단 신호를 발생한다. 즉, 부하 제어 장치(400)는 주요 감시 모선(300)의 저전압과 주요 전력 설비의 차단 상황이 사전 검토를 통하여 선정된 기준시간 동안 유지되면 최종적으로 주요 이벤트 발생 후에도 전력계통이 운전점을 갖도록 사전에 검토된 1단계 일괄 차단 부하량에 대한 부하차단 신호가 송출된다. 이때, 부하 제어 장치(400)는 구성 가능한 모든 통신수단 즉, PMU(200)를 이용한 차단 신호 송출, IEC 61850 기반 지능형전력기기(IED) 기반 부하차단 신호 송출, PITR 등 전용선로를 이용한 부하차단 신호 송출, 기존 SCADA 망을 이용한 부하차단 신호 송출 방법을 모두 고려하여 부하차단 신호를 구성한다. 부하 제어 장치(400)는 부하차단신호를 전력계통의 복수의 차단기(500)들 중에 해당하는 차단기(500)에게로 부하차단 신호를 전송하여 부하차단을 수행한다.If short-term voltage instability occurs (S170; YES), the load control device 400 generates a load cutoff signal and an alarm (S190). When the load control device 400 determines that the short-term voltage is unstable, the load control device 400 generates a load cutoff signal for a predetermined breaking load amount. In other words, if the low voltage of the main monitoring bus 300 and the interruption state of the main power equipment are maintained for the reference time selected through the preliminary review, the load control device 400 may preliminarily make the power system have an operation point even after the main event occurs. A load cutoff signal is sent for the one-stage batch cutoff loads discussed in. In this case, the load control device 400 transmits a cutoff signal using all configurable communication means, that is, a PMU 200, a load cutout signal based on an IEC 61850 based intelligent power device (IED), and a load cutoff signal using a dedicated line such as PITR. Load blocking signal is composed by considering both transmission and load blocking signal transmission method using existing SCADA network. The load control device 400 transmits a load blocking signal to a circuit breaker 500 corresponding to the plurality of circuit breakers 500 of the power system to perform load blocking.

이와 함께, 부하 제어 장치(400)는 경고 문자, 경고 영상, 경고 알람 등의 방법으로 단기 전압 불안정 발생을 운영자에게 통보한다.
In addition, the load control device 400 notifies the operator of occurrence of short-term voltage instability by a method such as a warning text, a warning image, a warning alarm, and the like.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법의 장기 전압 불안정 발생에 따른 부하 차단을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력계통의 부하 제어 방법의 장기 전압 불안정 발생에 따른 부하 차단을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5 및 도 6은 장기 전압 불안정 판단 단계를 설명하기 위한 도면이다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the load shedding caused by the long-term voltage instability of the load control method of the power system according to an embodiment of the present invention will be described in detail. 4 is a flowchart illustrating load shedding caused by long-term voltage instability in the load control method of the power system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining a long-term voltage instability determination step.

먼저, 부하 제어 장치(400)는 SCADA/EMS(100) 및 PMU(200)로부터 전력계통 데이터를 수집한다(S210). 즉, 부하 제어 장치(400)는 SCADA/EMS(100) 및 PMU(200)를 통해 감지(측정)되는 실시간 계통정보를 통해 전력계통 데이터를 수집한다. 이때, SCADA/EMS(100) 데이터는 분 단위로 취득되어 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입을 실시간으로 반영하지 못하는 문제점이 있다. 이러한 주요 전력설비의 변화를 반영하기 위하여 주요 송전선로, 주요 발전기, 주요 부하 등의 탈락이나 투입 여부를 PMU(200) 등을 통하여 취득되는 실시간 계통정보를 수집한다.First, the load control device 400 collects power system data from the SCADA / EMS 100 and the PMU 200 (S210). That is, the load control device 400 collects power system data through real-time system information detected (measured) by the SCADA / EMS 100 and the PMU 200. At this time, the SCADA / EMS (100) data is acquired in minutes, there is a problem that does not reflect the dropout or input of the main transmission line, the main generator, the main load in real time. In order to reflect such a change in the main power equipment, the real-time system information acquired through the PMU 200 or the like whether the main transmission line, the main generator, the main load or the like is dropped or collected.

부하 제어 장치(400)는 기수집한 전력계통 데이터를 이용하여 조류계산 데이터를 생성한다(S220).The load control apparatus 400 generates tidal current calculation data using the collected power system data (S220).

부하 제어 장치(400)는 기생성한 조류계산 데이터를 이용하여 네트워크 PV 곡선(또는, FV 곡선)을 생성한다(S230). 이때, 부하 제어 장치(400)는 연속조류계산방법(CPF, Continuation Power Flow)을 이용하여 전력계통 해석을 위해 잘 알려진 네트워크 유효전력-전압 곡선(PV 곡선) 또는 네트워크 유효조류-전압 곡선(FV 곡선)을 생성한다. 여기서, 부하 제어 장치(400)는 조류계산 데이터가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 갱신하여 재생성한다. 이때, 부하 제어 장치(400)는 생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말(600)로 제공한다. 부하 제어 장치(400)는 조류계산 데이터의 갱신 또는 실시간 계통정보의 갱신시마다 갱신되는 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말(600)로 전송한다.The load control device 400 generates a network PV curve (or FV curve) using the generated algal calculation data (S230). At this time, the load control device 400 is a network active power-voltage curve (PV curve) or network effective algae-voltage curve (FV curve) well known for power system analysis by using a continuous current flow method (CPF, Continuation Power Flow) ). Here, the load control device 400 updates and regenerates the network PV curve or the FV curve whenever the tidal current calculation data is updated. At this time, the load control device 400 provides the generated network PV curve or FV curve to the operator terminal 600. The load control device 400 transmits the network PV curve or the FV curve updated every time the tidal current calculation data is updated or the real-time system information is updated to the operator terminal 600.

부하 제어 장치(400)는 기수집한 실시간 계통정보를 이용하여 현재 전력계통의 운전점을 네트워크 PV 곡선(또는 FV 곡선)에 표시한다(S240). 즉, 부하 제어 장치(400)는 PMU(200)로부터 수집된 실시간 계통정보 중에서 감시지역의 발전력 및 부하량, 감시대상 선로의 유효 조류를 이용하여 기생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 현재 전력계통의 운전점을 표시한다.The load control device 400 displays the operating point of the current power system on the network PV curve (or FV curve) using the collected real-time system information (S240). In other words, the load control device 400 of the current power system to the network PV curve or FV curve generated by using the generation power and load of the monitoring area, and the effective tidal current of the monitoring target line among the real-time system information collected from the PMU 200. Mark the operating point.

부하 제어 장치(400)는 PMU(200)로부터 수신되는 실시간 계통정보를 이용하여 현재 전력계통의 운전점을 실시간 반영하여 네트워크 PV 곡선(또는 FV 곡선)에 표시된 현재 전력계통의 운점점을 갱신한다(S250). 즉, 부하 제어 장치(400)는 실시간 계통정보가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선(또는 FV 곡선)에 표시한 전력계통의 현재 운전점을 갱신한다.
The load control device 400 updates the cloud point of the current power system displayed on the network PV curve (or FV curve) by reflecting the operating point of the current power system in real time using the real time grid information received from the PMU 200 ( S250). That is, the load control device 400 updates the current operating point of the power system displayed on the network PV curve (or FV curve) whenever the real-time system information is updated.

부하 제어 장치(400)는 기생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선 및 기설정된 계통 한계점을 근거로 전력계통의 안정 여부를 판단한다. 이때, 부하 제어 장치(400)는 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에서 현재 전력계통의 운전점과 기설정된 계통 한계점을 비교하여 전력계통의 안정도 여부를 판단한다. 여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 부하 제어 장치(400)는 전력계통의 현재 운전점(A)이 계통 한계점(B) 이하이면(즉, 전력계통 안정도 여유(C-A)가 운전 한계점(C-B)보다 크면), 전력계통이 안정한 것으로 판단한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 부하 제어 장치(400)는 전력계통의 현재 운전점(A)이 계통 한계점(B)을 초과하면(즉, 전력계통 안정도 여유(C-A)가 운전 한계점(C-B)보다 작으면), 전력계통이 불안정한 것으로 판단한다. 여기서, 도 5 및 도 6에 도시된 도면부호 "C"는 전력계통 붕괴점을 의미한다.The load control device 400 determines whether the power system is stable on the basis of the generated network PV curve or FV curve and the preset system limit point. At this time, the load control device 400 compares the operating point of the current power system and the preset system limit point in the network PV curve or FV curve to determine the stability of the power system. Here, as shown in Figure 5, the load control device 400 is the current operating point (A) of the power system is below the system limit point (B) (that is, the power system stability margin (CA) is the operating limit point (CB)) Larger than that), the power system is determined to be stable. As shown in FIG. 6, the load control device 400 may determine that the current operating point A of the power system exceeds the system limit point B (that is, the power system stability margin CA is greater than the operation limit point CB). Small), it is determined that the power system is unstable. Here, reference numeral “C” illustrated in FIGS. 5 and 6 denotes a power system collapse point.

전력계통 불안정으로 판단하면(S260; 예), 부하 제어 장치(400)는 부하차단 신호를 발생하고, 경보 메시지를 운영자 단말(600)에게로 전송한다(S270). 즉, 부하 제어 장치(400)는 장기 전압 불안정으로 판단하면 기설정된 차단 부하량에 대한 부하차단 신호를 발생한다. 이때, 부하 제어 장치(400)는 전력계통의 장기 전압 불안정 발생으로 판단하면 룩 업 테이블의 1단계부터 단계적으로 기산정된 차량정보에 따라 순차적으로 부하차단을 의한 부하차단 신호를 발생한다. 이때, 부하 제어 장치(400)는 구성 가능한 모든 통신수단 즉, PMU(200)를 이용한 차단 신호 송출, IEC 61850 기반 지능형전력기기(IED) 기반 부하차단 신호 송출, PITR 등 전용선로를 이용한 부하차단 신호 송출, 기존 SCADA 망을 이용한 부하차단 신호 송출 방법을 모두 고려하여 부하차단 신호를 구성한다. 부하 제어 장치(400)는 부하차단신호를 전력계통의 복수의 차단기(500)들 중에 해당하는 차단기(500)에게로 부하차단 신호를 전송하여 부하차단을 수행한다.If it is determined that the power system instability (S260; Yes), the load control device 400 generates a load blocking signal, and transmits an alarm message to the operator terminal 600 (S270). That is, when the load control device 400 determines that the voltage is unstable for a long time, the load control device 400 generates a load cutoff signal for a predetermined breaking load amount. At this time, when the load control device 400 determines that the long-term voltage instability of the power system is generated, the load control signal is sequentially generated by the load blocking according to vehicle information calculated step by step from the first stage of the look-up table. In this case, the load control device 400 transmits a cutoff signal using all configurable communication means, that is, a PMU 200, a load cutout signal based on an IEC 61850 based intelligent power device (IED), and a load cutoff signal using a dedicated line such as PITR. Load blocking signal is composed by considering both transmission and load blocking signal transmission method using existing SCADA network. The load control device 400 transmits a load blocking signal to a circuit breaker 500 corresponding to the plurality of circuit breakers 500 of the power system to perform load blocking.

이와 함께, 부하 제어 장치(400)는 경고 문자, 경고 영상, 경고 알람 등의 방법으로 전력계통의 장기 전압 불안정 발생을 운영자에게 통보한다.
In addition, the load control device 400 notifies the operator of the occurrence of long-term voltage instability of the power system by a warning text, a warning image, a warning alarm or the like.

상술한 바와 같이, 전력계통의 부하 제어 장치 및 방법은 SCADA/ESM의 전력계통 데이터와 PMU에서 측정되는 실시간 전력계통 정보를 이용하여 단기 전압 안정도 및 장기 전압 안정도를 판단함으로써, 전력계통의 전압 안정도 감시의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the load control device and method of the power system monitors the voltage stability of the power system by determining the short-term voltage stability and the long-term voltage stability using the power system data of the SCADA / ESM and the real-time power system information measured in the PMU. There is an effect to improve the accuracy of.

또한, 전력계통의 부하 제어 장치 및 방법은 주요 이벤트로 발생하는 단기 전압 불안정과 실시간으로 변동하는 전력계통 특성을 반영한 장기 전압 불안정을 동시에 대응하는 다단계 부하차단시스템을 구현함으로써, 전력계통의 안정 운영이 가능한 효과가 있다.
In addition, the load control device and method of the power system implements a multi-stage load blocking system that simultaneously responds to short-term voltage instability occurring as a major event and long-term voltage instability reflecting the changing power system characteristics in real time, thereby ensuring stable operation of the power system. There is a possible effect.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.

100: SCADA/EMS 200: PMU
300: 감시 모선 400: 부하 제어 장치
410: 설정부 420: 데이터 수집부
430: 변환부 440: 판단부
450: 부하 차단부 460: 알람부
500: 차단기 600: 운영자 단말100: SCADA / EMS 200: PMU
300: monitoring bus 400: load control device
410: setting unit 420: data collection unit
430: conversion unit 440: determination unit
450: load breaker 460: alarm unit
500: breaker 600: operator terminal

Claims (15)

SCADA/EMS로부터 전력계통 데이터를 수집하고, PMU로부터 실시간 계통정보를 수집하는 데이터 수집부;
상기 데이터 수집부에서 수집된 전력계통 데이터를 이용하여 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 생성하고, 상기 실시간 계통정보를 근거로 상기 생성한 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 전력계통의 현재 운전점을 표시하는 변환부;
상기 수집한 전력계통 데이터 및 실시간 계통정보를 근거로 단기 전압 불안정 발생 여부를 판단하고, 상기 생성한 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선의 현재 운전점 및 기설정된 계통 한계점을 근거로 장기 전압 불안정 발생 여부를 판단하는 판단부; 및
상기 판단부에서 단기 전압 불안정 발생 또는 장기 전압 불안정 발생으로 판단하면 기설정된 차단 부하량에 따른 부하차단 신호를 발생하여 부하차단을 수행하는 부하 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 장치.A data collector for collecting power system data from SCADA / EMS and collecting real-time system information from the PMU;
Generate a network PV curve or FV curve using the power system data collected by the data collector, and convert the current operating point of the power system to the generated network PV curve or FV curve based on the real-time grid information. part;
Determine whether short-term voltage instability occurs based on the collected power system data and real-time system information, and determine whether long-term voltage instability occurs on the basis of the current operating point of the generated network PV or FV curve and a preset system limit point. Decision unit; And
And a load breaker configured to generate a load cutoff signal according to a predetermined breaking load amount when the determination unit determines that the short-term voltage instability or the long-term voltage instability occurs, and performs the load cutoff. 청구항 1에 있어서,
상기 변환부는,
상기 조류계산 데이터가 생신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 갱신하여 재생성하고, 실시간 계통정보가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 표시한 전력계통의 현재 운전점을 갱신하여 재생성하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
When the tidal flow calculation data is generated, the network PV curve or the FV curve is updated and regenerated, and whenever the real-time grid information is updated, the current operating point of the power system displayed on the network PV curve or the FV curve is updated and regenerated. A load control device for a power system, characterized in that. 청구항 1에 있어서,
상기 판단부는,
복수의 주요 감시 모선들 각각의 전압과 주요 전력 설비들의 탈락 여부를 근거로 단기 전압 불안정 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 장치.The method according to claim 1,
The determination unit,
A load control device for a power system, characterized in that it is determined whether short-term voltage instability occurs based on the voltage of each of the plurality of main monitoring buses and whether or not the main power equipment is missing. 청구항 3에 있어서,
상기 판단부는,
상기 복수의 주요 감시 모선들에서 저전압 발생시 상기 주요 전력 설비들의 탈락하면 단기 전압 불안정 이벤트를 발생하고,
상기 발생한 단기 전압 불안정 이벤트가 설정시간 동안 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 장치.The method according to claim 3,
The determination unit,
When a low voltage occurs in the plurality of main monitoring buses, the drop of the main power facilities causes a short term voltage instability event,
And determining that short-term voltage instability occurs when the generated short-term voltage instability event is maintained for a set time. 청구항 1에 있어서,
상기 판단부는,
상기 현재 운전점이 계통 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 장치.The method according to claim 1,
The determination unit,
The load control device of the power system, characterized in that it is determined that the long-term voltage instability occurs if the current operating point is below the system limit point. 청구항 1에 있어서,
상기 판단부는,
전력계통 붕괴점과 상기 현재 운전점의 차이값이 전력계통 안정도 여유가 상기 전력계통 붕괴점과 상기 계통 한계점의 차이값인 운전 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 장치.The method according to claim 1,
The determination unit,
When the difference between the power system breakdown point and the current operating point is less than the operating limit point that the power system stability margin is the difference between the power system breakdown point and the system limit point, it is determined that a long-term voltage instability occurs. controller. 청구항 1에 있어서,
상기 변환부에서 생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말에게로 전송하고, 상기 단기 전압 불안정 발생시 또는 상기 장기 전압 불안정 발생시 운영자 단말에게로 전압 불안정 발생을 통보하는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 장치.The method according to claim 1,
Transmitting the network PV curve or FV curve generated by the conversion unit to the operator terminal, and when the short-term voltage unstable occurrence or the long-term voltage unstable occurrence further comprises an alarm unit for notifying the occurrence of voltage instability to the operator terminal Load control device of power system. SCADA/EMS로부터 복수의 주요 감시 모선들의 전압을 수집하는 단계;
PMU로부터 전력계통 주요 전력 설비의 탈락 여부를 수집하는 단계;
상기 수집한 복수의 주요 감시 모선들의 전압 및 상기 수집한 주요 전력 설비의 탈락 여부를 근거로 단기 전압 불안정 이벤트를 발생하는 단계;
상기 이벤트를 발생하는 단계에서 발생한 단기 전압 불안정 이벤트의 유지시간을 근거로 단기 전압 불안정 발생 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단하는 단계에서 단기 전압 불안정 발생으로 판단하면 부하차단 신호 및 알람을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.Collecting the voltages of the plurality of primary monitoring buses from the SCADA / EMS;
Collecting whether a power system main power facility has been dropped from the PMU;
Generating a short-term voltage instability event based on the voltages of the collected plurality of main monitoring buses and whether the collected main power equipment is dropped;
Determining whether short-term voltage instability occurs based on a holding time of the short-term voltage instability event generated in the event generating step; And
And generating a load interruption signal and an alarm if it is determined that the short-term voltage instability occurs in the determining step. 청구항 8에 있어서,
상기 이벤트를 발생하는 단계에서는,
상기 복수의 주요 감시 모선들에서 저전압 발생시 상기 주요 전력 설비들의 탈락 상태이면 단기 전압 불안정 이벤트를 발생하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.The method according to claim 8,
In the step of generating the event,
The short-term voltage instability event, characterized in that for generating a short-term voltage instability event when the main power equipment is in the state of low voltage in the plurality of the main monitoring bus. 청구항 8에 있어서,
상기 판단하는 단계에서는,
상기 발생한 단기 전압 불안정 이벤트가 설정시간 동안 유지되면 단기 전압 불안정 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.The method according to claim 8,
In the determining,
And determining that short-term voltage instability occurs when the generated short-term voltage instability event is maintained for a set time. SCADA/EMS로부터 전력계통 데이터를 수집하고, PMU로부터 실시간 계통정보를 수집하는 단계;
상기 수집한 전력계통 데이터를 근거로 조류계산 데이터를 생성하는 단계;
상기 생성한 조류계산 데이터를 근거로 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 생성하는 단계;
상기 수집한 실시간 계통정보를 근거로 현재 운전점을 검출하여 상기 생성한 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 표시하는 단계;
상기 표시된 현재 운전점 및 기설정된 계통 한계점을 근거로 장기 전압 불안정 발생 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단하는 단계에서 장기 전압 불안정 발생으로 판단하면 부하차단 신호 및 알람을 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.Collecting power system data from SCADA / EMS and collecting real-time system information from the PMU;
Generating bird calculation data based on the collected power system data;
Generating a network PV curve or an FV curve based on the generated algal calculation data;
Detecting a current driving point based on the collected real-time system information and displaying the current operating point on the generated network PV curve or FV curve;
Determining whether long-term voltage instability occurs based on the displayed current operating point and a preset system limit point; And
And generating a load interruption signal and an alarm when it is determined that the long-term voltage instability occurs in the determining step. 청구항 11에 있어서,
상기 조류계산 데이터가 생신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 갱신하여 재생성하고, 실시간 계통정보가 갱신될 때마다 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선에 표시한 전력계통의 현재 운전점을 갱신하여 재생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.The method of claim 11,
Regenerates and updates a network PV curve or FV curve each time the tidal calculation data is generated, and regenerates by updating the current operating point of the power system displayed on the network PV curve or FV curve whenever real-time grid information is updated. Load control method of the power system characterized in that it further comprises. 청구항 11에 있어서,
상기 판단하는 단계에서는,
상기 현재 운전점이 상기 계통 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.The method of claim 11,
In the determining,
If the current operating point is less than the system limit point, it is determined that a long-term voltage instability occurs. 청구항 11에 있어서,
상기 판단하는 단계에서는,
전력계통 붕괴점과 상기 현재 운전점의 차이값이 전력계통 안정도 여유가 상기 전력계통 붕괴점과 상기 계통 한계점의 차이값인 운전 한계점 이하이면 장기 전압 불안정 발생으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.The method of claim 11,
In the determining,
When the difference between the power system breakdown point and the current operating point is less than the operating limit point that the power system stability margin is the difference between the power system breakdown point and the system limit point, it is determined that a long-term voltage instability occurs. Control method. 청구항 11에 있어서,
상기 생성된 네트워크 PV 곡선 또는 FV 곡선을 운영자 단말에게로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력계통의 부하 제어 방법.The method of claim 11,
And transmitting the generated network PV curve or FV curve to an operator terminal.
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