KR20150037095A - 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법 - Google Patents

변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

변전계통 및 배전계통의 특성과, 변전소간 위상차, 및 분산형전원 또는 정전민감고객의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성하도록 한 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법이 제시된다. 제시된 변배전 휴전 조작절차 관리 장치는, 변전계통 및 배전계통의 계통 정보와 부하 데이터, 휴전계획, 고객 정보를 근거로 휴전작업 예측일의 부하 예측값을 산출하고, 휴전작업 복귀시 휴전구간에 연계된 변전소간 위상차를 산출하고, 휴전작업시 계통에 연계된 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 판단하고, 휴전작업 예측일의 부하 예측값과, 변전소간 위상차, 및 휴전작업시 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 휴전 작업절차서를 생성한다.

Description

변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING OUTAGE OPERATING PROCEDURES OF SUBSTATION AND DISTRIBUTION}
본 발명은 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 변전계통 및 배전계통의 휴전작업시 전력설비의 조작절차를 생성하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법에 대한 것이다.
송변전 휴전관리시스템에 따르면, 2013년의 휴전 작업은 154kV 이하가 대략 15,000여건에 달하고, 그 중 23kV 이하는 대략 10,000여건 달한다. 변전 분야의 휴전작업은 대략 50% 정도가 배전계통 운영과 협조하여 시행된다.
종래의 변전 휴전의 기기 조작절차 수립 프로세스는 Web SCADA의 조작기사 기능을 이용하여 조작순서를 시뮬레이션하여 작성하고, 배전 운영부서와 협조가 필요한 작업은 공문으로 배전 휴전계획 및 선로절체 협조요청하고, 그 결과인 배전조작절차 받아서 휴전작업을 시행한다.
그러나, 종래의 업무 프로세스는 변전과 배전이 연결된 계통정보가 없고, 변전소간 위상차, 분산형전원 및 정전민감고객, 예측된 부하정보를 고려하여 변배전 휴전 조작절차를 시뮬레이션할 수 없기 때문에 복잡하고 수작업이 많아서 업무의 처리속도는 늦고 비효율적인 문제점이 있다.
선행문헌1: 한국등록특허 제10-1278309호(명칭: EMS의 휴전관리 장치 및 방법) 선행문헌2: 한국등록특허 제10-12010009호(명칭:관계형 데이터베이스를 이용한 전력설비 순차제어 시스템 및 그 방법) 선행문헌3: 한국등록특허 제10-1215595호(명칭: 배전선로 휴전작업 관리시스템 및 방법)
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 변전계통 및 배전계통의 특성과, 변전소간 위상차, 및 분산형전원 또는 정전민감고객의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성하도록 한 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은 변전과 배전, 정전민감고객이 연계된 계통정보를 기반으로 변전소간 위상차, 분산형전원 및 정전민감고객을 고려하고 변전소부터 배전선로 구간까지 부하예측을 통하여 변전과 배전에서 동시 활용할 수 있는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 장치는, 변전계통 및 배전계통의 계통 정보와 부하 데이터, 휴전계획, 고객 정보를 근거로 휴전작업 예측일의 부하 예측값을 산출하는 데이터 관리부; 휴전작업 복귀시 휴전구간에 연계된 변전소간 위상차를 산출하는 위상차 산출부; 휴전작업시 계통에 연계된 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 절체 판단부; 및 데이터 관리부에서 산출한 휴전작업 예측일의 부하 예측값과, 위상차 산출부에서 산출한 변전소간 위상차, 및 절체 판단부에서 판단한 휴전작업시 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 휴전 작업절차서를 생성하는 작업절차서 생성부를 포함한다.
데이터 관리부는, 휴전계획을 근거로 휴전작업 예측일의 온도요소 및 입력데이터를 설정하고, 온도요소 및 온도민감도를 근거로 설정된 입력데이터를 보정하고, 보정된 입력데이터를 이용하여 산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 근거로 부하 패턴 및 24시간 전력부하 예측값을 산출한다.
입력데이터는 휴전작업 예측일을 기준으로 설정기간 동안의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 포함한다.
데이터 관리부는, 주중 온도민감도 및 주와 주사이 온도민감도를 포함하는 온도민감도를 산출하고, 입력데이터의 온도요소와 휴전작업 예측일의 온도 예측값의 차이값과 온도민감도를 곱하여 산출한 보정량을 반영하여 입력데이터를 보정한다.
위상차 산출부는, 주변압기 1차측 전압과 위상각, 피더의 전압과 전류, 유효전력, 무효전력, 주변압기 임피던스, 각 선로 임피던스를 근거로 루프전류값을 산출한다.
절체 판단부는, 휴전작업시 분산형전원이 연계된 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기 및 분산형전원이 절체되는 연계선로에 설치된 보호기기의 동작 여부를 근거로 분산형전원의 구동 여부를 판단하는 분산형전원 절체 판단모듈을 포함한다.
분산형전원 절체 판단모듈은, 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기가 동작하지 않거나, 연계선로에 설치된 보호기기가 동작하면 분산형전원의 운전 정지로 판단한다.
절체 판단부는, 정전민감고객이 연계된 모선, 타변전소의 배전선로, 동일 변전소의 배전선로 중 하나를 정전민감고객이 연계된 선로의 절체 경로로 판단하는 정전민감고객 절체 판단모듈을 포함한다.
정전민감고객 절체 판단모듈은, 모선으로 절체가 가능하면 모선절체로 판단하고, 모선절체가 불가능한 경우 타변전소의 연계선로가 있고 무정전 절체 가능하면 타변전소의 배전선로로 정전민감고객이 연계된 선로를 절체하는 것으로 판단하고, 타변전소의 연계선로가 없거나 무정전 절체가 불가능하면 동일 변전소의 배전선로로 절체하는 것으로 판단한다.
작업절차서 생성부는, 부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차 중에 적어도 하나를 포함하는 작업절차서를 생성한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 방법은, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 변전계통 및 배전계통의 계통 정보와 부하 데이터, 휴전계획, 고객 정보를 포함하는 기본정보를 수집하는 단계; 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 수집한 기본정보를 근거로 휴전작업 예측일의 부하 예측값을 산출하는 단계; 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업 복귀시 휴전구간에 연계된 변전소간 위상차를 산출하는 단계; 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업시 계통에 연계된 분산형전원의 구동 여부를 판단하는 단계;
변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업시 계통에 연계된 정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 단계; 및 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업 예측일의 부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 휴전 작업절차서를 생성하는 단계를 포함한다.
부하 예측값을 산출하는 단계는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전계획을 근거로 휴전작업 예측일의 온도요소를 설정하는 단계; 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업 예측일을 기준으로 설정기간 동안의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 포함하는 입력데이터를 설정하는 단계; 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업 예측일 및 입력데이터르르 근거로 주중 온도민감도 및 주와 주사이 온도민감도를 포함하는 온도민감도를 산출하는 단계; 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 설정한 온도요소 및 산출한 온도민감도를 근거로 설정된 입력데이터를 보정하는 단계; 및 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 보정된 입력데이터를 이용하여 산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 근거로 부하 패턴 및 24시간 전력부하 예측값을 산출하는 단계를 포함한다.
설정된 입력데이터를 보정하는 단계에서는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 입력데이터의 온도요소와 휴전작업 예측일의 온도 예측값의 차이값과 온도민감도를 곱하여 산출한 보정량을 반영하여 입력데이터를 보정한다.
변전소간 위상차를 산출하는 단계에서는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 주변압기 1차측 전압과 위상각, 피더의 전압과 전류, 유효전력, 무효전력, 주변압기 임피던스, 각 선로 임피던스를 근거로 루프전류값을 산출한다.
분산형전원의 구동 여부를 판단하는 단계에서는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업시 분산형전원이 연계된 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기 및 분산형전원이 절체되는 연계선로에 설치된 보호기기의 동작 여부를 근거로 분산형전원의 구동 여부를 판단한다.
분산형전원의 구동 여부를 판단하는 단계에서는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기가 동작하지 않거나, 연계선로에 설치된 보호기기가 동작하면 분산형전원의 운전 정지로 판단한다.
정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 단계에서는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 정전민감고객이 연계된 모선, 타변전소의 배전선로, 동일 변전소의 배전선로 중 하나를 정전민감고객이 연계된 선로의 절체 경로로 판단한다.
정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 단계는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 모선으로 절체가 가능하면 모선절체로 판단하는 단계; 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 모선절체가 불가능한 경우 타변전소의 연계선로가 있고 무정전 절체 가능하면 타변전소의 배전선로로 정전민감고객이 연계된 선로를 절체하는 것으로 판단하는 단계; 및 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 타변전소의 연계선로가 없거나 무정전 절체가 불가능하면 동일 변전소의 배전선로로 절체하는 것으로 판단하는 단계를 포함한다.
휴전 작업절차서를 생성하는 단계에서는, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차 중에 적어도 하나를 포함하는 작업절차서를 생성한다.
본 발명에 의하면, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 변전계통 및 배전계통의 특성과, 변전소간 위상차, 및 분산형전원 또는 정전민감고객의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 변전계통의 휴전 작업을 위한 조작절차를 손쉽게 수립할 수 있으며, 특히 변전휴전의 50%에 가까운 배전계통 휴전과 연계되는 작업의 업무 효율성에 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 변전소간 위상차를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 휴전작업 이후 복구 과정에서 두 선로가 동시에 정전이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 분산형전원의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 분산형전원이 연계된 계통의 휴전 절체방안 검토하여 분산형전원의 오동작이나 부동작에 의한 계통운전의 악영향을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 정전민감고객의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 휴전작업시에도 정전민감고객에게 안정적인 전력을 유지하여 민원발생을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 변전소부터 배전계통 구간까지 휴전 시행일의 부하를 예측함으로써, 보다 정확한 현장 부하 상황을 고려하여 휴전 조작절차를 수립할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 스마트그리드 운영 시스템에서 실시간으로 연계된 계통 및 부하정보를 이용하여 휴전 상황(투입/개방)을 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 조작절차 수립한 내역과 실제 조작한 결과를 비교 검토 및 확인할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 장치를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 도 2의 데이터 관리부를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 위상차 산출부를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2의 절체 판단부를 설명하기 위한 블록도
도 6 내지 도 11은 도 2의 출력부를 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 13은 도 12의 부하 예측값 산출 단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 14는 도 12의 변전소간 위상차 산출 단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 15는 도 12의 분산형전원의 구동 여부 판단 단계를 설명하기 위한 흐름도.
도 16은 도 12의 정전민감고객의 절체 경로 판단 단계를 설명하기 위한 흐름도.
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.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 장치의 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 3은 도 2의 데이터 관리부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2의 위상차 산출부를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 2의 절체 판단부를 설명하기 위한 블록도이고, 도 6 내지 도 11은 도 2의 출력부를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 스마트그리드 운영 시스템(200)의 전력 IT 플랫폼 서버(220), 배전자동화 서버(240), 영업정보 서버(260)로부터 계통정보 및 부하정보, 정전민감고객의 고객 정보를 수집한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 송변전 휴전관리 서버로부터 휴전계획을 수집한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 기수집한 정보들을 근거로 휴전작업일의 부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원, 및 정전민감고객을 반영한 휴전 조작절차서를 생성한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 생성한 휴전 조작절차서를 운영자 단말(400)에게로 제공한다. 이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 데이터 관리부(110), 위상차 산출부(130), 절체 판단부(150), 작업절차서 생성부(170), 출력부(190)를 포함하여 구성된다.
데이터 관리부(110)는 변전계통 및 배전계통의 계통 정보와 부하 데이터, 휴전계획, 고객 정보를 수집한다. 이때, 데이터 관리부(110)는 스마트그리드 종합운영 시스템에서 변전/배전 계통구성 및 부하 정보를 데이터 웨어하우스(Data Warehouse)로 구축한 정보로부터 변전소의 단선결선도, 스카다 계측정보, 배전계통 및 자동화개폐기의 계측값, 정전민감고객 정보를 수집한다. 데이터 관리부(110)는 송변전 휴전관리 서버(300)로부터 조작절차 수립 대상인 휴전계획 정보를 수집한다. 일례로, 도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 관리부(110)는 전력 IT 플랫폼 서버(220)로부터 변전소 단선결선도(토폴로지 정보)를 포함하는 계통 정보와, 스카다에서 연계된 변전소 주변압기의 전압, 배전인출단(CB)의 전압 및 전류를 포함하는 부하 정보를 수집한다. 데이터 관리부(110)는 배전자동화 서버(240)로부터 구간 단위 배전 계통도를 포함하는 계통 정보와, 자동화개폐기의 전류를 포함하는 부하 정보를 수집한다. 데이터 관리부(110)는 영업정보 서버(260)로부터 배전계통과 연결된 정전민감고객의 고객 정보를 수집한다. 데이터 관리부(110)는 송변전 휴전관리 서버(300)로부터 공사명, 조작기기, 기기조작일 등을 포함하는 휴전계획을 수집한다.
데이터 관리부(110)는 휴전 당일의 부하 예측값을 산출한다. 변배전 휴전 조작절차는 계획휴전인 경우, 휴전 시행일 1개월 전에 조작절차계획을 수립하고, 1일 전부터 3일 전까지 조작절차를 확정한다. 따라서, 데이터 관리부(110)는 휴전 당일의 부하 예측값을 산출한다. 이때, 데이터 관리부(110)는 예측 정확도의 향상을 위해 기상민감도와 부하패턴을 이용하여 부하 예측값을 산출한다. 데이터 관리부(110)는 변전소 전체 부하부터 각 주변압기, 배전선로, 배전 구간까지를 부하 예측 대상으로 한다.
데이터 관리부(110)는 휴전계획을 근거로 설정되는 예측일에 따라 온도요소를 설정한다. 즉, 데이터 관리부(110)는 휴전계획의 기기조작일을 근거로 예측일을 설정한다. 데이터 관리부(110)는 기설정된 예측일을 근거로 온도요소를 설정한다. 이때, 데이터 관리부(110)는 예측일로부터 최근 1~2달간의 최고 온도 및 최저 온도, 최대 전력부하 및 최소 전력부하의 상관관계를 각각 분석하여 더 높은 상관관계가 나온 온도요소를 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값 산출을 위한 온도요소로 설정한다. 예를 들어, 최대 전력부하를 최고온도와 최저온도와 각각 상관관계 분석을 하여 높은값이 나온 온도요소를 설정하고, 최소 전력부하에 대하여도 동일한 과정을 수행한다.
데이터 관리부(110)는 부하 예측값 산출을 위한 입력데이터를 설정한다. 즉, 데이터 관리부(110)는 예측일로부터 가까운 3일간의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 포함하는 입력데이터를 설정한다. 이때, 데이터 관리부(110)는 예측일과 동일한 특성을 갖고 예측일로부터 가까운 3일간의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 입력데이터로 설정한다.
데이터 관리부(110)는 기설정된 입력데이터의 보정을 위한 온도민감도를 설정한다. 즉, 데이터 관리부(110)는 주중 온도민감도 또는 주와 주사이 온도민감도를 설정한다. 이때, 데이터 관리부(110)는 입력데이터와 예측일이 동일한 주에 속한 경우 주중 온도민감도를 설정하고, 입력데이터와 예측일이 다른 주에 속한 경우 주와 주사이 온도민감도를 설정한다.
여기서, 주중 온도민감도는 입력데이터로 설정된 최대 전력부하 및 최소 전력부하 데이터 중에서 예측일과 동일한 주에 있는 입력데이터의 보정을 위한 값이다. 이를 위해, 데이터 관리부(110)는 예측일과 같은 날짜를 갖는 전년도 일(日)을 중심으로 ±15개의 데이터를 선정한다. 데이터 관리부(110)는 선정된 일중 동일 주 단위로 묶어서 분석 수행하여 요일 사이의 온도변화량과 정규화된 전력부하 변화량을 이용하여 1차 선형 회귀분석 수행한다. 데이터 관리부(110)는 1차 선형 회귀분석결과 얻어진 1차항의 계수를 주중 온도민감도로 설정한다.
주와 주사이 온도민감도는 입력데이터로 설정된 최대 전력부하 및 최소 전력부하 데이터 중에서 예측일과 다른 주에 있는 입력데이터의 보정을 위한 값이다. 이를 위해, 데이터 관리부(110)는 예측일과 같은 날짜를 갖는 전년도 일(日)을 중심으로 ±15개의 데이터를 선정한다. 데이터 관리부(110)는 선정된 일중 동일 주와 주 단위로 묶어서 분석 수행하여 요일 사이의 온도변화량과 정규화된 전력부하 변화량을 이용하여 1차 선형 회귀분석 수행한다. 데이터 관리부(110)는 1차 선형 회귀분석결과 얻어진 1차항의 계수를 주와 주사이 온도민감도로 설정한다.
데이터 관리부(110)는 상관계수(rc)를 설정한다. 이때, 데이터 관리부(110)는 관리자로부터 입력되는 값을 상관계수(rc)로 설정할 수도 있다. 일반적으로, 데이터 관리부(110)는 상관계수(rc)를 0.3으로 설정한다.
데이터 관리부(110)는 예측일의 온도 예측값과 입력데이터의 온도요소 및 온도민감도를 근거로 입력데이터를 보정한다. 즉, 데이터 관리부(110)는 입력데이터의 온도요소와 예측일의 온도 예측값의 차이값을 산출한다. 데이터 관리부(110)는 산출한 차이값과 온도민감도(즉, 주중 온도민감도 또는 주와 주사이 온도민감도)의 곱하여 보정량을 산출한다. 데이터 관리부(110)는 기산출한 보정량을 반영하여 입력데이터를 보정한다.
데이터 관리부(110)는 보정된 입력데이터를 근거로 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 산출한다. 이때, 데이터 관리부(110)는 보정된 3개(즉, 3일간)의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값을 가중이동평균법에 적용하여 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 산출한다.
데이터 관리부(110)는 기산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값에 대한 정규를 수행한 후, 시간대별로 가중이동평균법을 수행하여 24시간 전력부하 패턴 생성한다.
데이터 관리부(110)는 기산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 기준으로 복원하여 예측일의 24시간 전력부하 예측값을 산출한다.
위상차 산출부(130)는 변전소간 위상차를 산출한다. 즉, 고장정전 복귀 또는 휴전작업 복귀시 정전을 방지하기 위해 루프후 계통을 복귀한다. 이때, 변전소간 위상각의 차이가 있는 상태에서 서로 다른 변전소간 선로를 루프 운전할 경우 양쪽 선로에 모두 정전이 발생하게 된다. 따라서, 위상차 산출부(130)는 변전소간 상시개방점의 조작 전에 계통해석을 통한 조류값을 산출한다. 이를 통해 실제 조작시 양 선로가 정전되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 두개의 변전소가 연결된 배전선로의 상시개방점이 있는 경우 루프전류를 계산한다. 루프전류는 타이스위치가 투입되었을 때 루프전류가 계통으로 흐르는 것으로, 피더 1의 전력이 피더 2의 전력보다 더 크다고 가정하면 루프전류는 피더 1에서 피더 2로 타이스위치를 통해서 흐르게 되는 특징이 있으므로 테브난 이론을 기초하여 루프전류를 계산한다.
위상차 산출부(130)는 주변압기 1차측 전압과 위상각, 피더의 전압과 전류, 유효전력(P), 무효전력(Q), 주변압기 임피던스, 각 선로 임피던스를 취득한다. 위상차 산출부(130)는 각 피더의 역률을 산출한다. 전압의 크기(|Vx|), 전류의 크기(|Ix|), 출력측 피더에서 측정된 전력(즉, Px+j×Qx)을 이용하여 피더(θx)의 역률을 산출한다. 이때, 변전소 변압기 1차측에서 측정된 전압의 크기와 위상은 동시에 발생하는 데이터이므로 직접적으로 1차측 역률을 산출할 수 있다. 위상차 산출부(130)는 2차측 역률을 산출 한 후, 각 주변압기의 입출력 유효전력(P) 및 무효전력(Q)를 산출한다.
위상차 산출부(130)는 주변압기에 의한 전압강하를 산출한다. 위상차 산출부(130)는 변전소 주변압기 2차측 전압의 크기와 역률을 계산하고 전류의 위상을 산출한다. 위상차 산출부(130)는 선로의 파이 등가모델을 이용하여 절체선로의 임피던스를 계산한다. 이때, 위상차 산출부(130)는 타이스위치가 닫히기 전 선로로 흐르는 새로 계산된 전류를 이용해서 절체선로의 임피던스를 산출한다. 여기서, 새로 계산된 전류는 타이스위치가 열려서 마이너스 루프전류가 되었을 때 피더에서 측정된 부하전류와 같고 그것에 반해서 새로 계산된 전류는 타이스위치가 열렸을 때 플러스 루프전류가 되었을 때 피더에서 측정된 부하전류로써 인식할 수 있다. 마지막으로 전력방향에 따라 루프전류값을 산출한다. 이때, 위상차 산출부(130)는 하기의 수학식 1을 이용하여 루프전류값을 산출한다.
Figure pat00001
여기서, △IE는 루프전류값이고, Vn은 피더1 말단의 전압이고, αn은 피더1의 위상이고, Vm은 피더2 말단의 전압이고, αm은 피더2의 위상이다.
이와 같이, 위상각에 의한 조류의 변화가 배전계통의 보호기기에 영향을 받아 동작하는 경우를 사전에 방지하여 계통의 정전을 최소화하고 운전의 효율성을 높일 수 있다.
절체 판단부(150)는 휴전작업시 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 판단한다. 즉, 절체 판단부(150)는 휴전작업시 휴전구간 이후의 정전구간을 연계구간으로 절체함에 따라 정전구간에 연계된 분산형전원의 구동 여부를 판단한다. 절체 판단부(150)는 정전민감고객의 안정적인 전원 공급을 유지하기 위해서 휴전작업시 정전민감고객의 절체 경로를 판단한다. 이를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 절체 판단부(150)는 분산형전원 절체 판단모듈(152) 및 정전민감고객 절체 판단모듈(154)을 포함하여 구성된다.
분산형전원 절체 판단모듈(152)은 휴전작업시 정전구간에 연계된 분산형전원의 구동 여부를 판단한다. 수지상 계통으로 운전되는 배전계통은 분산형전원이 연계되면서 다전원 루프계통으로 운전되고 있다. 이 경우 양방향 보호기기가 설치되어야 하지만, 양방향 보호기기는 분산형전원이 있는 선로위주로 설치되어 있다. 이에, 휴전작업시 휴전작업구간 이후 정전구간이 연계선로로 절체되는 상황에 대해서는 대처가 어려워 경우에 따라서는 분산형전원 운전을 제한하는 것이 계통운전상 더 좋은 방법이 된다. 따라서, 정전구간에 분산형전원이 포함되어 있는 경우 절체되는 연계선로의 보호기기 동작 여부를 근거로 분산형전원의 운전 여부를 판단한다. 분산형전원이 연계된 계통의 보호협조를 검토할 때에는 현재 휴전작업선로와 협조검토가 되었있다. 그러나, 분산형전원이 연계된 선로가 연계선로로 절체되기 때문에 보호협조까지 검토할 수는 없다. 따라서, 최악의 조건으로 고장을 상정하여 연계선로의 보호기기에 대해 정상 동작 여부를 검토하여 분산형전원의 운전 여부를 판단한다.
분산형전원 절체 판단모듈(152)은 휴전작업구간(즉, 작업정전구간) 이후의 정전구간을 선택한다. 분산형전원 절체 판단모듈(152)은 정전구간의 바로 앞단인 휴전작업구간의 고장 발생으로 상정한다. 그에 따라, 연계선로로부터 분산형전원까지는 절체구간이 더 포함되므로 선로의 긍장이 증가하여 분산형전원 앞단에서 사고가 발생하면 그 고장전류가 상대적으로 낮하진다. 이때, 연계선로의 보호기기가 동작하여야 하나 동작하지 않으면 분산형전원에 대해 보호협조가 불가능하다. 따라서, 분산형전원 절체 판단모듈(152)은 분산전형원의 운전 정지(또는 계통분리)로 판단한다.
분산형전원 절체 판단모듈(152)은 분산형전원이 연계된 선로가 절체되는 연계선로의 동일 주변압기의 타선로 앞단의 고장 발생으로 상정한다. 그에 따라, 고장전류가 아주 크기 때문에 분산형전원의 고장영향도 크게 작용하기 때문에, 보호기기가 동작하는 것으로 판단한다. 따라서, 분산형전원 절체 판단모듈(152)은 분산전형원의 운전 정지(또는 계통분리)로 판단한다.
정전민감고객 절체 판단모듈(154)은 휴전작업시 정전민감고객이 연계된 선로의 절체 경로를 판단한다. 이때, 정전민감고객 절체 판단모듈(154)은 모선, 타변전소의 배전선로, 동일 변전소의 배전선로 중 하나를 정전민감고객이 연계된 선로의 절체 경로를 판단한다. 즉, 정전민감고객 절체 판단모듈(154)은 정전민감고객이 연계된 선로에 대해 모선절체를 시도하여 가능하면 모선으로 정전민감고객이 연계된 선로를 절체하는 것으로 판단한다. 정전민감고객 절체 판단모듈(154)은 모선절체가 불가능한 경우 타변전소의 연계선로가 있고 무정전 절체 가능하면 타변전소의 배전선로로 정전민감고객이 연계된 선로를 절체하는 것으로 판단한다. 정전민감고객 절체 판단모듈(154)은 타변전소의 연계선로가 없거나 무정전 절체가 불가능하면 동일 변전소의 배전선로로 정전민감고객이 연계된 선로를 절체하는 것으로 판단한다. 이를 통해, 휴전작업시에도 정전민감고객에게 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.
작업절차서 생성부(170)는 데이터 관리부(110), 위상차 산출부(130), 절체 판단부(150)의 결과물을 근거로 작업절차서를 생성한다. 즉, 작업절차서 생성부(170)는 출력부(190)로부터 작업절차서의 생성이 요청되면 데이터 관리부(110), 위상차 산출부(130), 절체 판단부(150)에게로 결과물 생성을 요청한다. 작업절차서 생성부(170)는 데이터 관리부(110)로부터 예측일의 최대 부하 예측값, 최소 부하 예측값, 24시간 전력부하 예측값을 포함하는 결과물을 수신한다. 작업절차서 생성부(170)는 위상차 산출부(130)로부터 변전소간 위상차를 포함하는 결과물을 수신한다. 작업절차서 생성부(170)는 절체 판단부(150)로부터 휴전작업시 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 포함하는 결과물을 수신한다. 작업절차서 생성부(170)는 수신한 결과물들을 근거로 작업절차서를 생성한다. 이때, 작업절차서 생성부(170)는 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차를 포함하는 작업절차서를 생성한다.
출력부(190)는 송변전 휴전관리 서버(300)에서 연계된 휴전 계획정보를 출력한다(도 6 참조). 출력부(190)는 운영자에 의해 작업절차서 수립대상이 선택되면(즉, '조작 절차 수립' 버튼 선택) 작업절차서 생성부(170)로 작업절차서의 생성을 요청한다.
출력부(190)는 작업절차서 생성부(170)에서 생성된 작업절차서를 화면출력한다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 출력부(190)는 작업절차서 생성부(170)로부터 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차를 포함하는 작업절차서를 수신하여 화면출력한다. 이때, 출력부(190)는 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차 중에 하나를 포함하는 작업절차서를 수신하여 화면출력할 수도 있다.
출력부(190)는 운영자에 의해 작업절차서 재수립 요청이 입력되면 작업절차서 생성부(170)로 작업절차서의 재생성을 요청한다. 즉, 운영자가 출력된 작업절차서에서 조작 시작 또는 복귀 시작일시의 변경이 필요하여 일시정보를 변경하고 '조작시간 반영' 버튼을 선택하면, 출력부(190)는 작업절차서 생성부(170)로 작업절차서의 재생성을 요청한다. 출력부(190)는 작업절차서 생성부(170)에서 재생성된 작업절차서를 화면출력한다.
출력부(190)는 운영자에 의해 단선도 출력이 요청되면(즉, 작업절차서 출력 화면의 '단선도' 버튼을 선택하면), 변전소 단선결선도와 배전계통 단선도를 출력한다. 이때, 출력부(190)는 조작전과 조작후 계통정보와 부하정보를 단선도와 함께 출력한다.
예를 들면, 도 8 및 도 9는 정전민감고객을 고려한 휴전 조작절차를 포함하는 변전소 단선결선도이다. 변전의 휴전작업시 대부분은 모선절체에 의해 무정전 작업이 이루어지고 있다. 그러나, 부하상태나 운전상태에 따라서 부득이하게 일부선로를 배전선에 의해 절체할 수도 있다. 그때, 배전선로의 정전민감고객을 고려하여 절체방안을 수립한다. 변전소 모선절체는 이중모선으로 구성되어 있지만 그렇다고 해서 모든 경우에 무정전 절체방안이 나올 수는 없다.
도 8에서는 #4MTR 소속 선로 중 일부를 #1MTR로 절체하는 일례이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 중요고객을 우선 절체하고 정전민감고객을 절체한 후 나머지선로에 대해 절체방안을 수립한다.
도 9에서는 #4MTR 휴전하기 위해 모선절체한 일례이다. 도 9에 도시된 바와 같이, #1MTR의 대부분 선로는 #2MTR로 넘어갔고 '한림병원', '농원'선로는 #3MTR로 전환된다. 이와 같이, 모선절체가 가능한 선로를 우선순위에 맞게 절체한다. 그러나, 동일변전소 주변압기의 부하상태나 과부하예상에 때문에 절체할 수 없는 경우에는 배전선로를 통해 타변전소로 절체할 수 있다. 이때, 다른 위상각을 고려하여 타변전소로 절체를 수행한다.
또한, 태양광 및 풍력선로와 같은 분산형전원을 절체해야 하는 경우 고장을 대비하여 보호기기의 오동작 및 부동작을 판단하고 문제점이 발견되면 분산형전원의 계통분리를 고려하여 조작절차를 수립한다.
도 10과 도 11은 변전소간 위상차를 고려한 휴전 절체방안의 일례이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 서로 다른 변전소에서 연계된 배전선로가 있는 경우, 이 선로는 두선로가 약 250(A)부하와 분산형전원 1MW 태양광발전이 공급하고 있다. 이 선로의 위상각이 4도 정도 차이가 나면 도 11에 도시된 바와 같이 루프시 조류방향과 조류값이 계산된다. 말단쪽 전원에서 489(A)가 출력이 되고 CT비 120이라고 가정하면, OCR 텝이 4이면 480(A)가 넘기 때문에 먼저 예제2번 선로의 차단기가 동작한다. 그러면 마찬가지로 전원을 예제1번에서 공급하게 되고 똑같이 예전1번 선로의 차단기가 동작하게 되어 양 선로가 정전이 발생한다. 따라서, 상시개방점을 조작하기 전에 변전소간 위상차를 계산하여 사전에 문제가 없는지 검토하는 것이 필요하다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 변배전 휴전 조작절차 관리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 13은 도 12의 부하 예측값 산출 단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 14는 도 12의 변전소간 위상차 산출 단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 15는 도 12의 분산형전원의 구동 여부 판단 단계를 설명하기 위한 흐름도이고, 도 16은 도 12의 정전민감고객의 절체 경로 판단 단계를 설명하기 위한 흐름도이다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 변전계통 및 배전계통의 계통정보와 부하 데이터, 휴전계획, 고객 정보를 포함하는 기본정보를 수집한다(S100). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 스마트그리드 종합운영 시스템에서 변전/배전 계통구성 및 부하 정보를 데이터 웨어하우스(Data Warehouse)로 구축한 정보로부터 변전소의 단선결선도, 스카다 계측정보, 배전계통 및 자동화개폐기의 계측값, 정전민감고객 정보를 수집한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 송변전 휴전관리 서버(300)로부터 조작절차 수립 대상인 휴전계획 정보를 수집한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 기수집한 기본정보를 근거로 휴전 당일의 부하 예측값을 산출한다(S200). 이때, 변배전 휴전 조작절차는 계획휴전인 경우, 휴전 시행일 1개월 전에 조작절차계획을 수립하고, 1일 전부터 3일 전까지 조작절차를 확정한다. 따라서, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 휴전 당일 이전 3일의 기본정보들을 근거로 휴전 당일의 부하 예측값을 산출한다. 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 예측 정확도의 향상을 위해 기상민감도와 부하패턴을 이용하여 부하 예측값을 산출한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 변전소 전체 부하부터 각 주변압기, 배전선로, 배전 구간까지를 부하 예측 대상으로 한다. 첨부된 도 13을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면,
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 예측일을 설정한다(S205). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 휴전계획의 기기조작일을 근거로 예측일을 설정한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 설정된 예측일에 따라 온도요소를 설정한다(S210). 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 예측일로부터 최근 1~2달간의 최고 온도 및 최저 온도, 최대 전력부하 및 최소 전력부하의 상관관계를 각각 분석하여 더 높은 상관관계가 나온 온도요소를 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값 산출을 위한 온도요소로 설정한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 부하 예측값 산출을 위한 입력데이터를 설정한다(S215). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 예측일로부터 가까운 3일간의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 포함하는 입력데이터를 설정한다. 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 예측일과 동일한 특성을 갖고 예측일로부터 가까운 3일간의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 입력데이터로 설정한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 입력데이터와 예측일이 동일주(즉, 동일 주일)에 속하는지 판단한다. 동일 주에 속하면(S220; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 동일 주에 대한 민감도 산정을 위한 입력데이터를 설정한다(S225).
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 설정된 입력데이터를 근거로 동일 주에 대한 주중 온도민감도 및 상관계수를 설정한다(S230). 여기서, 주중 온도민감도는 입력데이터로 설정된 최대 전력부하 및 최소 전력부하 데이터 중에서 예측일과 동일한 주에 있는 입력데이터의 보정을 위한 값이다. 이를 위해, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 예측일과 같은 날짜를 갖는 전년도 일(日)을 중심으로 ±15개의 데이터를 선정한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 선정된 일중 동일 주 단위로 묶어서 분석 수행하여 요일 사이의 온도변화량과 정규화된 전력부하 변화량을 이용하여 1차 선형 회귀분석 수행한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 1차 선형 회귀분석결과 얻어진 1차항의 계수를 주중 온도민감도로 설정한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 동일 주에 속하지 않는 경우, 다른 주에 대한 민감도 산정을 위한 입력데이터를 설정하고(S235), 다른 주에 대한 주와 주사이 온도민감도 및 상관계수를 설정한다(S240). 여기서, 주와 주사이 온도민감도는 입력데이터로 설정된 최대 전력부하 및 최소 전력부하 데이터 중에서 예측일과 다른 주에 있는 입력데이터의 보정을 위한 값이다. 이를 위해, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 예측일과 같은 날짜를 갖는 전년도 일(日)을 중심으로 ±15개의 데이터를 선정한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 선정된 일중 동일 주와 주 단위로 묶어서 분석 수행하여 요일 사이의 온도변화량과 정규화된 전력부하 변화량을 이용하여 1차 선형 회귀분석 수행한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 1차 선형 회귀분석결과 얻어진 1차항의 계수를 주와 주사이 온도민감도로 설정한다.
이때, 기설정한 상관계수가 설정값 미만이면(S255; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 입력데이터를 보정한다(S250). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 입력데이터의 온도요소와 예측일의 온도 예측값의 차이값을 산출한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 산출한 차이값과 온도민감도(즉, 주중 온도민감도 또는 주와 주사이 온도민감도)의 곱하여 보정량을 산출한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 기산출한 보정량을 반영하여 입력데이터를 보정한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 보정된 입력데이터를 근거로 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 산출한다(S255). 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 보정된 3개(즉, 3일간)의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값을 가중이동평균법에 적용하여 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 산출한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 부하 패턴을 생성한다(S260). 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 기산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값에 대한 정규를 수행한 후, 시간대별로 가중이동평균법을 수행하여 24시간 전력부하 패턴 생성한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 기산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 기준으로 복원하여 예측일의 24시간 전력부하 예측값을 산출한다(S265).
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 변전소간 위상차를 산출한다(S300). 즉, 고장정전 복귀 또는 휴전작업 복귀시 정전을 방지하기 위해 루프후 계통을 복귀한다. 이때, 변전소간 위상각의 차이가 있는 상태에서 서로 다른 변전소간 선로를 루프 운전할 경우 양쪽 선로에 모두 정전이 발생하게 된다. 따라서, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 변전소간 상시개방점의 조작 전에 계통해석을 통한 조류값을 산출한다. 이를 통해 실제 조작시 양 선로가 정전되는 것을 방지할 수 있다. 첨부된 도 14를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면,
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 주변압기 1차측 전압과 위상, 각 피더의 전압과 전류, 유효전력, 무효전력, 주변압기 임피던스, 각 선로 임피던스를 취득한다(S305). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 취득한 정보를 근거로 각 피더의 역률을 산출한다(S310). 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 전압의 크기(|Vx|), 전류의 크기(|Ix|), 출력측 피더에서 측정된 전력(즉, Px+j×Qx)을 이용하여 피더(θx)의 역률을 산출한다. 이때, 변전소 변압기 1차측에서 측정된 전압의 크기와 위상은 동시에 발생하는 데이터이므로 직접적으로 1차측 역률을 산출할 수 있다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 각 주변압기의 입출력 유효전력(Q) 및 무효전력(P)을 산출한다(S320).변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 주변압기에 의한 전압강하를 산출한다(S320). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 피더1과 피더2의 동기데이터를 근거로 위상을 산출한다(S325). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 피더1과 피더2의 전압과 전류 크기 및 위상을 산출한다(S330). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 피더1 말단과 피더2 말단의 전압을 산출한다(S335). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 선로의 파이 등가모델을 이용하여 절체선로의 임피던스를 계산한다(S340). 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 타이스위치가 닫히기 전 선로로 흐르는 새로 계산된 전류를 이용해서 절체선로의 임피던스를 산출한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 타이스위치가 열려서 마이너스 루프전류가 되었을 때 피더에서 측정된 부하전류와 타이스위치가 열렸을 때 플러스 루프전류가 되었을 때 피더에서 측정된 부하전류로써 인식할 수 있다. 제1피더측의 임피던스가 제2피더측의 임피던스를 초과하면(S345; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 피더1의 전류를 산출한다(S350), 한편, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 제1피더측의 임피던스가 제2피더측의 임피던스 이하이면 피더2의 전류를 산출한다(S355), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 전체 임피던스와 제1피더 및 제2피더의 전압 및 위상을 근거로 루프전류값을 산출한다(S360).
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 분산형전원의 구동 여부를 판단한다(S400). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 휴전작업시 휴전구간 이후의 정전구간을 연계구간으로 절체함에 따라 정전구간에 연계된 분산형전원의 구동 여부를 판단한다. 첨부된 도 15를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 휴전작업구간 이후의 정전구간을 선택하고(S405), 선택한 정전구간에 분산형전원이 연계되어 있는지 판단한다. 정전구간에 분산형전원이 연계된 경우(S410; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 상시개방점을 가상 투입한다(S415). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 분산형전원이 연계된 정전구간의 앞단에서 고장이 발생한 것으로 상정한다(S420). 이때, 정전구간의 앞단에 설치된 보호기기가 동작하면(S425; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 분산형전원이 연계된 선로가 절체되는 연계선로의 동일 주변압기의 타선로 앞단의 고장 발생으로 상정한다(S430). 이때, 연계선로에 설치된 보호기기가 동작하면(S435; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 분산형전원의 운전 정지(또는 계통분리)로 판단한다(S440). 한편, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 S425 단계 또는 S435 단계에서 보호기기가 동작하지 않으면 분산형전원을 운전하는 것으로 판단한다(S445). 이후, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 상시개방점을 복원한다(S450). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 S415 단계에서 가상 투입된 상시개방점의 투입을 종료한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 정전민감고객의 절체 경로를 판단한다(S500). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 정전민감고객의 안정적인 전원 공급을 유지하기 위해서 휴전작업시 정전민감고객이 연계된 선로의 절체 경로를 판단한다. 첨부된 도 16을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 정전민감고객이 연계된 선로에 대해 모선절체를 시도한다(S510). 모선절체가 가능하면(S520; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 정전민감고객이 연계된 선로를 모선으로 절체하는 것으로 판단한다(S530). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 모선절체가 불가능하면 타변전소 연계선로의 존재여부를 판단한다. 이때, 타변전소 연계선로가 존재하면(S540; 예), 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 타변전소 연계선로로 절체시 무정전 절체 가능 여부를 판단한다. 무정전 절체가 가능한 것으로 판단하면(S550). 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 타변전소 배전선로로 절체하는 것으로 판단한다(S560). 한편, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 타변전소 연계선로가 존재하지 않으면 동일변전소 배전선로로 절체하는 것으로 판단한다(S570). 이를 통해, 휴전작업시에도 정전민감고객에게 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원의 구동 여부, 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 작업절차서를 생성한다(S600). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 기산출한 예측일의 최대 부하 예측값, 최소 부하 예측값, 24시간 전력부하 예측값을 포함하는 부하 예측값과, 기산출한 변전소간 위상차와, 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 작업절차서를 생성한다. 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차를 포함하는 작업절차서를 생성한다.
변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 기생성한 작업절차서를 출력한다(S700). 즉, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 송변전 휴전관리 서버(300)에서 연계된 휴전 계획정보를 출력한다. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차를 포함하는 작업절차서를 화면출력한다. 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차 중에 하나를 포함하는 작업절차서를 화면출력할 수도 있다. 여기서, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 운영자에 의해 작업절차서 재수립 요청이 입력되면 작업절차서의 재생성하여 출력한다. 예를 들어, 운영자가 출력된 작업절차서에서 조작 시작 또는 복귀 시작일시의 변경이 필요하여 일시정보를 변경하고 '조작시간 반영' 버튼을 선택하면, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 작업절차서를 재생성하여 화면출력한다. 한편, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 운영자에 의해 단선도 출력이 요청되면(즉, 작업절차서 출력 화면의 '단선도' 버튼을 선택하면), 변전소 단선결선도와 배전계통 단선도를 출력한다. 이때, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치(100)는 조작전과 조작후 계통정보와 부하정보를 단선도와 함께 출력한다.
상술한 바와 같이, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 변전계통 및 배전계통의 특성과, 변전소간 위상차, 및 분산형전원 또는 정전민감고객의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 변전계통의 휴전 작업을 위한 조작절차를 손쉽게 수립할 수 있으며, 특히 변전휴전의 50%에 가까운 배전계통 휴전과 연계되는 작업의 업무 효율성에 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 변전소간 위상차를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 휴전작업 이후 복구 과정에서 두 선로가 동시에 정전이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 분산형전원의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 분산형전원이 연계된 계통의 휴전 절체방안 검토하여 분산형전원의 오동작이나 부동작에 의한 계통운전의 악영향을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 정전민감고객의 연계 여부를 근거로 휴전 조작절차서를 생성함으로써, 휴전작업시에도 정전민감고객에게 안정적인 전력을 유지하여 민원발생을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 변전소부터 배전계통 구간까지 휴전 시행일의 부하를 예측함으로써, 보다 정확한 현장 부하 상황을 고려하여 휴전 조작절차를 수립할 수 있는 효과가 있다.
또한, 변배전 휴전 조작절차 관리 장치 및 방법은 스마트그리드 운영 시스템에서 실시간으로 연계된 계통 및 부하정보를 이용하여 휴전 상황(투입/개방)을 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 조작절차 수립한 내역과 실제 조작한 결과를 비교 검토 및 확인할 수 있는 효과가 있다.
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.
100: 변배전 휴전 조작절차 관리 장치
110: 데이터 관리부 130: 위상차 산출부
150: 절체 판단부 152: 분산형전원 절체 판단모듈
154: 정전민감고객 절체 판단모듈 170: 작업절차서 생성부
190: 출력부 200: 스마트그리드 운영 시스템
220: 전력 IT 플랫폼 서버 240: 배전자동화 서버
260: 영업정보 서버 300:송변전 휴전관리 서버
400: 운영자 단말

Claims (19)

  1. 변전계통 및 배전계통의 계통 정보와 부하 데이터, 휴전계획, 고객 정보를 근거로 휴전작업 예측일의 부하 예측값을 산출하는 데이터 관리부;
    휴전작업 복귀시 휴전구간에 연계된 변전소간 위상차를 산출하는 위상차 산출부;
    휴전작업시 계통에 연계된 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 절체 판단부; 및
    상기 데이터 관리부에서 산출한 휴전작업 예측일의 부하 예측값과, 상기 위상차 산출부에서 산출한 변전소간 위상차, 및 상기 절체 판단부에서 판단한 휴전작업시 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 휴전 작업절차서를 생성하는 작업절차서 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 데이터 관리부는,
    상기 휴전계획을 근거로 상기 휴전작업 예측일의 온도요소 및 입력데이터를 설정하고, 상기 온도요소 및 온도민감도를 근거로 상기 설정된 입력데이터를 보정하고, 보정된 입력데이터를 이용하여 산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 근거로 부하 패턴 및 24시간 전력부하 예측값을 산출하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 입력데이터는 상기 휴전작업 예측일을 기준으로 설정기간 동안의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 포함하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 데이터 관리부는,
    주중 온도민감도 및 주와 주사이 온도민감도를 포함하는 온도민감도를 산출하고, 상기 입력데이터의 온도요소와 상기 휴전작업 예측일의 온도 예측값의 차이값과 온도민감도를 곱하여 산출한 보정량을 반영하여 입력데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 위상차 산출부는,
    주변압기 1차측 전압과 위상각, 피더의 전압과 전류, 유효전력, 무효전력, 주변압기 임피던스, 각 선로 임피던스를 근거로 루프전류값을 산출하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 절체 판단부는,
    휴전작업시 분산형전원이 연계된 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기 및 상기 분산형전원이 절체되는 연계선로에 설치된 보호기기의 동작 여부를 근거로 상기 분산형전원의 구동 여부를 판단하는 분산형전원 절체 판단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 분산형전원 절체 판단모듈은,
    상기 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기가 동작하지 않거나, 상기 연계선로에 설치된 보호기기가 동작하면 분산형전원의 운전 정지로 판단하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 절체 판단부는,
    정전민감고객이 연계된 모선, 타변전소의 배전선로, 동일 변전소의 배전선로 중 하나를 상기 정전민감고객이 연계된 선로의 절체 경로로 판단하는 정전민감고객 절체 판단모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 정전민감고객 절체 판단모듈은,
    상기 모선으로 절체가 가능하면 모선절체로 판단하고, 모선절체가 불가능한 경우 타변전소의 연계선로가 있고 무정전 절체 가능하면 타변전소의 배전선로로 정전민감고객이 연계된 선로를 절체하는 것으로 판단하고, 타변전소의 연계선로가 없거나 무정전 절체가 불가능하면 동일 변전소의 배전선로로 절체하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 작업절차서 생성부는,
    부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차 중에 적어도 하나를 포함하는 작업절차서를 생성하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 장치.
  11. 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 변전계통 및 배전계통의 계통 정보와 부하 데이터, 휴전계획, 고객 정보를 포함하는 기본정보를 수집하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 수집한 기본정보를 근거로 휴전작업 예측일의 부하 예측값을 산출하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업 복귀시 휴전구간에 연계된 변전소간 위상차를 산출하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업시 계통에 연계된 분산형전원의 구동 여부를 판단하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업시 계통에 연계된 정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 단계; 및
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 휴전작업 예측일의 부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 휴전 작업절차서를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 부하 예측값을 산출하는 단계는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 휴전계획을 근거로 상기 휴전작업 예측일의 온도요소를 설정하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 휴전작업 예측일을 기준으로 설정기간 동안의 최대 전력부하값, 최소 전력부하값, 24시간 전력부하값을 포함하는 입력데이터를 설정하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 휴전작업 예측일 및 상기 입력데이터르르 근거로 주중 온도민감도 및 주와 주사이 온도민감도를 포함하는 온도민감도를 산출하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 설정한 온도요소 및 상기 산출한 온도민감도를 근거로 상기 설정된 입력데이터를 보정하는 단계; 및
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 보정된 입력데이터를 이용하여 산출한 최대 부하 예측값 및 최소 부하 예측값을 근거로 부하 패턴 및 24시간 전력부하 예측값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 설정된 입력데이터를 보정하는 단계에서는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 입력데이터의 온도요소와 상기 휴전작업 예측일의 온도 예측값의 차이값과 온도민감도를 곱하여 산출한 보정량을 반영하여 입력데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 변전소간 위상차를 산출하는 단계에서는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 주변압기 1차측 전압과 위상각, 피더의 전압과 전류, 유효전력, 무효전력, 주변압기 임피던스, 각 선로 임피던스를 근거로 루프전류값을 산출하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 분산형전원의 구동 여부를 판단하는 단계에서는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 휴전작업시 분산형전원이 연계된 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기 및 상기 분산형전원이 절체되는 연계선로에 설치된 보호기기의 동작 여부를 근거로 상기 분산형전원의 구동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 분산형전원의 구동 여부를 판단하는 단계에서는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 정전구간의 앞단 선로에 설치된 보호기기가 동작하지 않거나, 상기 연계선로에 설치된 보호기기가 동작하면 분산형전원의 운전 정지로 판단하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 단계에서는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 정전민감고객이 연계된 모선, 타변전소의 배전선로, 동일 변전소의 배전선로 중 하나를 상기 정전민감고객이 연계된 선로의 절체 경로로 판단하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 정전민감고객의 절체 경로를 판단하는 단계는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 상기 모선으로 절체가 가능하면 모선절체로 판단하는 단계;
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 모선절체가 불가능한 경우 타변전소의 연계선로가 있고 무정전 절체 가능하면 타변전소의 배전선로로 정전민감고객이 연계된 선로를 절체하는 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 타변전소의 연계선로가 없거나 무정전 절체가 불가능하면 동일 변전소의 배전선로로 절체하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 휴전 작업절차서를 생성하는 단계에서는,
    상기 변배전 휴전 조작절차 관리 장치에 의해, 부하 예측값, 변전소간 위상차, 분산형전원의 구동 여부 및 정전민감고객의 절체 경로를 근거로 변전기기 조작절차 및 배전기기 조작절차 중에 적어도 하나를 포함하는 작업절차서를 생성하는 것을 특징으로 하는 변배전 휴전 조작절차 관리 방법.
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