KR20150112540A - 풍력연계 그리드의 이차 전압 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

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KR20150112540A
KR20150112540A KR1020140036946A KR20140036946A KR20150112540A KR 20150112540 A KR20150112540 A KR 20150112540A KR 1020140036946 A KR1020140036946 A KR 1020140036946A KR 20140036946 A KR20140036946 A KR 20140036946A KR 20150112540 A KR20150112540 A KR 20150112540A
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voltage control
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이병준
이환익
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고려대학교 산학협력단
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    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Abstract

전압 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 전압 제어 시스템이 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선별하고, 선별된 대표 모선의 전압을 감시하며, 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 감시된 대표 모선의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출함으로써, 무효 전력을 분배하도록 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기에 전달한다.

Description

풍력연계 그리드의 이차 전압 제어 방법 및 시스템{Secondary voltage control system and method of power system integrated with wind power plant}
본 발명은 풍력연계 그리드의 이차 전압 제어 방법에 관한 것으로, 특히 상정사고 시 계통 내 대표 모선의 안정한 전압 유지를 위하여 기존 발전기들과의 협조 제어를 통해 효율적으로 전압을 제어하는 방법에 관한 것이다.
전력 계통 전압 불안정의 주요 원인으로 전력 계통의 무효 전력 수급 불균형을 들 수 있다. 이러한 저력 계통의 전압 불안정 문제를 해결하기 위해, 기존 설비의 무효 전력 운영 측면에서 효용성을 높이기 위한 2차 전압제어(Secondary Voltage Control: SVC) 방법이 개발되어 있다. 상기 2차 전압제어는 대표 모선의 전압을 제어함으로써, 모든 모선(bus)의 전압을 규정 이하로 자동 조정하는 방식이다. 또한, 제어 지역에서 필요한 무효전력을 각 발전기들이 적절한 분배를 통해 공급하도록 하는 방법이다.
기존의 경우, 계통에 투입되는 풍력발전의 접속량이 미미하여 전압 및 무효전력 관점에서 크게 영향을 미치지 않았기 때문에 단순히 사고 발생기 저전압에 의한 풍력발전기의 탈락과 관련된 FRT(Fault Ride Through) 기능만을 중시했다. 하지만, 서남해안의 2.5GW 해상풍력단지의 접속, 신 재생 에너지 공급 의무화(Renewable Portfolio Standard: RPS) 제도에 따른 제주계통 풍력발전 접속량 증가와 같이 점차 풍력 발전의 수용률이 증가하고 단지가 대형화됨으로써, 접속점의 전압뿐 아니라 계통의 전압 안정도 관점에서도 큰 영향을 미친다.
국내의 경우는 송배전 전기설비 이용규정 신 재생 연계부분에 근거 무효전력 공급 능력을 역률 제어범위(0.95진상 ~ 0.95지상)만 정하고 전압 및 무효전력 제어에 관한 기준은 없는 상태이다. 해외의 경우는 대규모 풍력단지(송전급 레벨)의 계통 연계 시, 전압 및 무효전력 관점에서 연계 규정(Grid code)을 강화하고 있으나 현재까지는 접속점(Point Of Interconnection, POI)에서의 일정 역률 운전에 대한 규정만 정해놓은 것이 대부분이다.
한편, 이하에서 인용되는 선행기술 문헌에는 계통의 전압 안정도 향상을 위해 고려되고 있는 2차 전압 제어를 위한 전압 제어 지역 분할 방법을 소개하고 있다. 하지만, 상기 선행기술은 접속점에서의 안정한 전압을 유지하기 위한 방안들만 제시되고 있다. 하지만, 선행기술 문헌은 접속점에서의 안정한 전압을 유지하기 위한 방법이며, 계통 전반적인 관점에서 전압 안정도를 고려하지 못한다는 치명적인 단점이 존재한다.
이와 같은 관점에서, 풍력발전단지의 계통 접속 시, 접속점에서의 안정한 전압 유지뿐 아니라 계통 전반적인 관점에서 전압안정도를 확보하고 계통의 신뢰성을 높일 수 있는 기술적 수단이 필요하다는 사실을 알 수 있다.
2차 전압 제어를 위한 전압 제어 지역 설정, 학위논문, 고려대학교, 이석창, 2002.2
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 풍력발전단지가 연계된 전압제어 지역 안에서 감도를 통해 대표 모선을 선정하여 제어함으로써, 상기 전압제어 지역 내 접속점을 포함한 다른 모든 모선들의 전압도 안정한 범위로 유지하는 전압 제어 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 풍력발전단지가 연계된 전압제어 지역 안에서 감도를 통해 대표 모선을 선정하여 제어함으로써, 상기 전압제어 지역 내 접속점을 포함한 다른 모든 모선들의 전압도 안정한 범위로 유지하는 전압 제어 시스템을 제공한다.
또한, 상기된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.
상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 시스템이 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선별하며, 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시하는 단계; 상기 전압 제어 시스템이 상기 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 상기 감시된 대표 모선의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출하는 단계; 및 상기 전압 제어 시스템이 상기 무효 전력을 분배하도록 상기 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기에 전달하는 단계를 포함하는 전압 제어 방법을 제공한다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 전압을 감시하는 단계는, 상기 전압 제어 시스템이 상기 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선에 대하여 무효전력에 대한 전압변화 값을 순차적으로 도출하는 단계; 상기 전압 제어 시스템이 상기 도출된 전압 변화 값을 비교하여 가장 작은 전압 변화 값을 포함하는 모선을 대표 모선으로 선별하는 단계; 및 상기 전압 제어 시스템이 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시하는 단계를 포함하는 전압 제어 방법일 수 있다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 무효 전력량은 상기 상정사고가 발생한 시점의 상기 대표 모선의 전압 및 상기 대표 모선의 레퍼런스(reference) 전압을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법일 수 있다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 동기 발전기는, 상기 무효 전력량을 입력받아 개별 발전기들에 대한 무효 전력의 출력범위를 고려하여 단자 전압을 조정함으로써, 상기 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법일 수 있다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 풍력 발전기는, 상기 무효 전력량을 입력받아 상기 풍력 발전기에 포함된 컨버터(converter)에 소정의 전압을 인가함으로써, 도출된 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법일 수 있다.
상기된 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선별하는 선별부; 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시하는 감시부; 상기 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 상기 감시된 대표 모선의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출하는 산출부; 및 상기 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기에 전달하는 송신부를 포함하되, 상기 동기 발전기 및 풍력 발전기는 상기 송신된 무효 전력량에 기초하여 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템을 제공한다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 선별부는, 상기 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선에 대하여 무효전력에 대한 전압변화 값을 순차적으로 도출하며, 상기 도출된 전압 변화 값을 비교하여 가장 작은 전압 변화 값을 포함하는 모선을 대표 모선으로 선별하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템일 수 있다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 산출부는, 상기 상정사고가 발생한 시점의 상기 대표 모선의 전압 및 상기 대표 모선의 레퍼런스 전압을 이용하여 상기 무효 전력량을 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템일 수 있다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 풍력 발전기는, 상기 무효 전력량을 입력받아 개별 발전기들에 대한 무효 전력의 최대 및 최소값을 고려하여 단자 전압을 조정함으로써, 상기 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템일 수 있다.
상기된 일 실시예에 따른 상기 동기 발전기는, 상기 무효 전력량을 입력받아 상기 동기 발전기에 포함된 컨버터에 소정의 전압을 인가함으로써, 도출된 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템일 수 있다.
상기된 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기된 전압 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선정하여 선정된 대표 모선의 전압을 통해 CVC(Continuous Voltage Controller)에서 무효 전력량을 산출하며, 산출된 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기의 RPD(Reactive Power Dispatch)를 통해 분배함으로써, 상기 전압제어 지역 내 접속점을 포함한 다른 모든 모선들의 전압도 안정한 범위로 유지할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 대표 모선 전압유지를 위해 전압제어에 참여한 발전기들이 각각 포함하는 무효 전력 여유량에 비례하게 무효 전력을 협조하여 출력함으로써, 다양한 부하수준에 응동하고 무효 전력 여유 한계에 동시에 이르게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예들이 채택하고 있는 전압 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 VMS의 CVC 제어 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기발전기의 RPD 제어 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HSVC의 개념도를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 HSVC 제어 알고리즘을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예들이 채택하고 있는 전압 제어 시스템을 도시한 블럭도이다.
본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서, 기존의 전압 제어 방법에서 발생하는 문제점들을 검토한 후, 이들 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시예들이 채택하고 있는 기술적 수단을 개괄적으로 소개하도록 한다.
대규모 풍력발전단지가 계통에 접속하는 경우, 유효전력 출력은 풍속에 따라 설비용량 내에서 출력할 수 있지만 풍력 발전기 기기의 컨버터 특성상 무효전력의 제어 가능 량은 기존의 발전기보다 작은 문제가 있다. 전압 및 무효전력은 국지적인 특성이 존재하므로 모든 발전기가 동일하게 무효전력을 출력하고 있지 않다. 특히 무효전력 제어 가능량이 적은 풍력발전단지의 무효전력 한계에 이르러 발전단지가 탈락해야 하는 상황에서도 나머지 발전기의 무효전력 여유량이 존재할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 전압제어 지역 안에서 감도를 통해 대표 모선을 선정하여 제어함으로써, 제어지역 내의 접속점(POI)을 포함한 다른 모선들의 전압도 안정한 범위로 유지할 수 있는 기술적 수단을 제안하고자 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예들이 채택하고 있는 전압 제어 방법을 도시한 흐름도로서, 전압 제어 시스템이 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선별하고, 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시하며, 상기 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 상기 감시된 대표 모선의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출함으로써, 상기 무효 전력을 분배하도록 상기 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기에 전달한다.
보다 구체적으로, S110 단계에서, 전압 제어 시스템이 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선별하며, 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시한다. 즉, 상기 전압 제어 시스템이 상기 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선에 대하여 무효전력에 대한 전압변화 값을 순차적으로 도출하며, 상기 도출된 전압 변화 값을 비교하여 가장 작은 전압 변화 값을 포함하는 모선을 대표 모선으로 선별함으로써, 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시할 수 있다.
다시 말해, 상기 대표 모선을 선별하기 위하여 우선, 전력 조류 방정식에서 고속분할법(fast decoupled method)을 이용하여 유효전력과 무효전력의 출력 변화를 도출하여야 하며, 상기 유효전력인
Figure pat00001
와 무효전력인
Figure pat00002
의 출력변화는 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00003
여기서, 상기 무효전력 출력 변화에 대한 수식을 따로 살펴보면 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00004
이때, 초기 부하 모선 전압은 1.0(p.u)이고, 위상각의 차는 0°으로 가정하면, 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
여기서, B 행렬은 계통 Y bus 행렬의 허수 부분으로 구성된 행렬일 수 있다. 이때, 발전단과 부하 모선과의 무효전력 변화분에 대한 관계는 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
여기서, 수학식 5 및 수학식 6에서 정상 상태에서 발전기의 단자 전압은 변동이 없다고 가정하면,
Figure pat00009
으로 전개하여 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00010
Figure pat00011
이때, 대표 모선은 감도가 가장 작은 값으로 선정할 수 있다. 여기서, 감도가 작다는 의미는 특정 선의 무효전력 변화에 대하여 전압변화가 크지 않다는 것을 의미하며, 이는 자신의 무효전력 변화분에 대하여 인근지역 모선에 영향을 미친다는 것을 의미할 수 있다.
따라서, 수학식 1 내지 수학식 8을 통해 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선에 대하여 감도 값을 순차적으로 도출하여 비교함으로써, 감도가 가장 작은 모선을 대표 모선으로 선별할 수 있다.
S120 단계에서, 상기 전압 제어 시스템이 상기 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 상기 감시된 대표 모선의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출한다. 여기서, 상기 무효 전력량은 상기 상정사고가 발생한 시점의 상기 대표 모선의 전압 및 상기 대표 모선의 레퍼런스(reference) 전압을 이용하여 산출할 수 있다.
보다 구체적으로, S110 단계를 통해 상기 전압 제어 시스템(Voltage Management System: VMS)에서 선정된 대표 모선의 전압을 관찰함으로써, 상정사고 발생 시 상기 대표 모선의 전압이 변화할 경우 상기 VMS의 CVC(Continuous Voltage Controller)는 PI 제어를 통해 제어에 참여하는 발전기들에서 증가 또는 감소시켜야 할 무효 전력량을 산출할 수 있다. 여기서, 상기 VMS의 CVC 제어 구조는 이하에서 도 2를 통해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 VMS의 CVC 제어 구조를 도시한 도면으로서, 상기 CVC 제어 구조는 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
여기서,
Figure pat00014
는 t 시간에서의 대표 모선의 전압이고,
Figure pat00015
는 대표 모선의 레퍼런스 전압이고,
Figure pat00016
는 개별 발전기의 RPD(Reactive Power Dispatcher)에 전달하는 무효 전력 지령 레벨이며,
Figure pat00017
는 PI 제어의 게인(gain) 값일 수 있다.
이제 다시 도 1로 돌아가 S120 단계 이후를 설명하도록 한다.
S130 단계에서, 상기 전압 제어 시스템이 상기 무효 전력을 분배하도록 상기 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기에 전달한다. 여기서, 상기 동기 발전기는 상기 무효 전력량을 입력받아 개별 발전기들에 대한 무효 전력의 출력범위를 고려하여 단자 전압을 조정함으로써, 상기 무효 전력을 분배할 수 있다. 또한, 상기 풍력 발전기는 상기 무효 전력량을 입력받아 상기 풍력 발전기에 포함된 컨버터(converter)에 소정의 전압을 인가함으로써, 도출된 무효 전력을 분배할 수 있다.
보다 구체적으로, S120 단계에서 상기 CVC를 통해 산정된 무효 전력 레벨은 풍력발전단지의 RPD(Reactive Power Dispatcher)와 동기발전기들의 RPD에 전달될 수 있다. 상기, 동기발전기들은 I 제어를 통해 무효 전력 지령치(%)를 출력하기 위하여 자동 전압 조정 장치(Automatic Voltage Regulator: AVR)를 이용하여 발전기 단자전압을 조정함으로써, 무효 전력을 출력할 수 있다. 여기서, 상기 동기발전기의 RPD 제어는 이하에서 도 3을 통해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기발전기의 RPD 제어 구조를 도시한 도면으로서, 상기 동기발전기의 RPD 제어 구조는 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00018
Figure pat00019
Figure pat00020
여기서,
Figure pat00021
는 t 시간에서의 무효 전력 출력량이고,
Figure pat00022
는 수학식 12를 통해 산출된 RPD의 무효 전력 레퍼런스 양이고,
Figure pat00023
는 CVC를 통해 RPD에 전달된 무효전력 지령 레벨이고,
Figure pat00024
은 개별 발전기들의 무효전력 최대값 및 최소값이며,
Figure pat00025
은 RPD의 인테그랄 게인(Intgral gain)일 수 있다.
한편, 풍력발전기의 RPD는 상기 동기발전기의 AVR 대신 컨버터를 이용할 수 있다. 다시 말해, I 제어(I control)를 통해 컨버터에 필요한 무효 전력량을 출력할 수 있는 전압을 인가함으로써, 일정 무효 전력을 출력하는 모드(constant Q mode)로 운전하여 협조제어에 참여할 수 있다.
일반적으로 풍력발전기가 전압제어에 참여하는 경우 제어할 수 있는 모드는 크게 세 가지로 구분할 수 있다. 첫 번째는 특정 모선의 전압을 일정하게 맞추기 위한 constant V 모드이고, 두 번째는 일정 역률을 유지하여 유효전력과 무효전력을 일정한 비율로 내도록 하는 constant PF 모드이며, 세 번째는 필요로 하는 무효전력 지령치가 전달되었을 때, 컨버터의 전압인가를 통해 무효전력 지령치를 일정하게 출력하도록 제어하는 constant Q 모드일 수 있다. 본 발명에서는 상기 Constant Q 모드 제어를 통해 무효전력 지령치를 출력하였다.
한편, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 HSVC의 개념도를 도시한 도면으로서, 본 발명이 제안하는 전압 제어 방법인 하이브리드 2차 전압 제어(Hybrid Secondary Voltage Control: HSVC)의 개념도를 도시한 도면이다.
보다 구체적으로, 전압 제어 지역 내에서 대표 모선(41)이 선정되면, 그에 따라 중앙제어기(42)에 의해 대표 모선(41)의 전압 변화에 따라 풍력기를 포함한 발전기들(43)의 협조제어 알고리즘에 대한 개략도일 수 있다. 도 4는 앞서 기술한 도 1의 각 과정에 대응하는 구성을 포함한다. 따라서, 도 4의 상세한 설명은 도 1의 상세한 설명으로 대신 하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 HSVC 제어 알고리즘을 도시한 도면으로서, 본 발명이 제안하는 전압 제어 방법인 하이브리드 2차 전압 제어 알고리즘을 도시한 도면이다.
보다 구체적으로, 대표 모선의 전압변화를 확인하고, 중앙제어기 CVC(51)에서 무효전력 보상레벨 지령치(54)를 동기발전기의 RPD(52)에 입력값(55)으로 전달하고, 중앙제어기 CVC(51)에서 무효전력 보상레벨 지령치(54)를 풍력발전기의 RPD(53)에 입력값(56)으로 전달할 수 있다. 이후, 동력 발전기의 RPD(52) 및 풍력발전기의 RPD(53)에서 풍력단지를 포함한 개별 발전기에 무효전력을 보상하도록 하는 알고리즘일 수 있다. 도 5는 앞서 기술한 도 1의 각 과정에 대응하는 구성을 포함한다. 따라서, 도 5의 상세한 설명은 도 1의 상세한 설명으로 대신 하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예들이 채택하고 있는 전압 제어 시스템을 도시한 블럭도로서, 전압 제어 시스템(60)은 앞서 기술한 도 1의 각 과정에 대응하는 구성을 포함한다. 따라서, 여기서는 설명의 중복을 피하기 위해 시스템의 세부구성을 중심으로 그 기능을 약술하도록 한다.
선별부(61)는 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선(65)을 선별한다.
감시부(62)는 상기 선별된 대표 모선(65)의 전압을 감시한다.
산출부(63)는 상기 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 상기 감시된 대표 모선(65)의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출한다.
송신부(64)는 상기 무효 전력량을 동기 발전기(66) 및 풍력 발전기(67)에 전달하되, 상기 동기 발전기(66) 및 풍력 발전기(67)는 상기 송신된 무효 전력량에 기초하여 무효 전력을 분배한다.
또한, 선별부(61)는 상기 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선에 대하여 무효전력에 대한 전압변화 값을 순차적으로 도출하며, 상기 도출된 전압 변화 값을 비교하여 가장 작은 전압 변화 값을 포함하는 모선을 대표 모선(65)으로 선별할 수 있다.
또한, 산출부(63)는 상기 상정사고가 발생한 시점의 대표 모선(65)의 전압 및 대표 모선(65)의 레퍼런스 전압을 이용하여 상기 무효 전력량을 산출할 수 있다.
또한, 풍력 발전기(67)는 상기 무효 전력량을 입력받아 개별 발전기들에 대한 무효 전력의 최대 및 최소값을 고려하여 단자 전압을 조정함으로써, 상기 무효 전력을 분배할 수 있다.
또한, 동기 발전기(66)는 상기 무효 전력량을 입력받아 동기 발전기(66)에 포함된 컨버터에 소정의 전압을 인가함으로써, 도출된 무효 전력을 분배할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 전압 제어 방법인 HSVC를 통해 전압 제어 지역 안에서 감도를 통해 대표 모선을 선정하고 제어함으로써, 상기 제어 지역 내의 접속점을 포함한 다른 모선들의 전압도 안정한 범위로 유지할 수 있다. 나아가, 대표 모선 전압유지를 위하여 전압제어에 참여한 발전기들이 각자 가지는 무효 전력 여유량에 비례하게 무효 전력을 출력함으로써, 다양한 부하수준에 응동하고 무효전력 여유 한계에 동시에 도달할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
60 : 전압 제어 시스템
61 : 선별부
62 : 감시부
63 : 산출부
64 : 송신부
65 : 대표 모선
66 : 동기발전기
67 : 풍력발전기

Claims (11)

  1. 전압 제어 시스템이 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선별하며, 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시하는 단계;
    상기 전압 제어 시스템이 상기 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 상기 감시된 대표 모선의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출하는 단계; 및
    상기 전압 제어 시스템이 상기 무효 전력을 분배하도록 상기 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기에 전달하는 단계를 포함하는 전압 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압을 감시하는 단계는,
    상기 전압 제어 시스템이 상기 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선에 대하여 무효전력에 대한 전압변화 값을 순차적으로 도출하는 단계;
    상기 전압 제어 시스템이 상기 도출된 전압 변화 값을 비교하여 가장 작은 전압 변화 값을 포함하는 모선을 대표 모선으로 선별하는 단계; 및
    상기 전압 제어 시스템이 상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시하는 단계를 포함하는 전압 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무효 전력량은 상기 상정사고가 발생한 시점의 상기 대표 모선의 전압 및 상기 대표 모선의 레퍼런스(reference) 전압을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기 발전기는,
    상기 무효 전력량을 입력받아 개별 발전기들에 대한 무효 전력의 출력범위를 고려하여 단자 전압을 조정함으로써, 상기 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 풍력 발전기는,
    상기 무효 전력량을 입력받아 상기 풍력 발전기에 포함된 컨버터(converter)에 소정의 전압을 인가함으로써, 도출된 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  7. 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선 중 무효전력에 대한 전압변화 값을 고려하여 대표 모선을 선별하는 선별부;
    상기 선별된 대표 모선의 전압을 감시하는 감시부;
    상기 전압 제어 지역에서 상정사고가 발생할 경우 상기 감시된 대표 모선의 전압을 이용하여 전압 회복을 위한 무효 전력량을 산출하는 산출부; 및
    상기 무효 전력량을 동기 발전기 및 풍력 발전기에 전달하는 송신부를 포함하되,
    상기 동기 발전기 및 풍력 발전기는 상기 송신된 무효 전력량에 기초하여 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 선별부는,
    상기 전압 제어 지역에 위치하는 하나 이상의 모선에 대하여 무효전력에 대한 전압변화 값을 순차적으로 도출하며, 상기 도출된 전압 변화 값을 비교하여 가장 작은 전압 변화 값을 포함하는 모선을 대표 모선으로 선별하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 상정사고가 발생한 시점의 상기 대표 모선의 전압 및 상기 대표 모선의 레퍼런스 전압을 이용하여 상기 무효 전력량을 산출하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 풍력 발전기는,
    상기 무효 전력량을 입력받아 개별 발전기들에 대한 무효 전력의 최대 및 최소값을 고려하여 단자 전압을 조정함으로써, 상기 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 동기 발전기는,
    상기 무효 전력량을 입력받아 상기 동기 발전기에 포함된 컨버터에 소정의 전압을 인가함으로써, 도출된 무효 전력을 분배하는 것을 특징으로 하는 전압 제어 시스템.

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