KR20180004581A - 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents

무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치는, 각 구성 기기로부터 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 획득하는 측정부; 상기 획득된 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 전력 성능 지표 데이터를 산출하는 전력 성능 지표 산출부; 및 상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 제어부를 포함한다.

Description

무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치 및 그 방법{Device of monitoring a reactive power compensation system and method thereof}
본 발명은 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
부하가 연결되어 있는 수전단에 전력이 공급되는 경우, 해당 전력이 모두 부하에 사용되지 않게 된다. 다시 말해, 해당 전력은 모두 유효전력으로서 부하에 사용되지 않고, 해당 전력 중 일부는 실제 일에 기여하지 않는 무효전력으로 손실되게 된다.
이러한 무효전력을 최소화시키거나 보상시키기 위해 무효 전력 보상 시스템이 채택된다.
무효 전력 보상 시스템에 의해 전압의 위상이나 전류의 위상이 조절되어 무효 전력이 최소화될 수 있다.
종래의 무효 전력 보상 시스템에서는 전력 품질을 모니터링하지 못해, 시스템의 성능 지표를 알 수 없으며, 이는 차기 시스템에 대한 시스템 성능 개선 및 유지 보수를 할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 시스템의 성능 지표를 지속적으로 모니터링하여 시스템에 대한 성능 평가가 가능하고, 이를 토대로 차기 시스템의 성능을 개선시키는데 사용되도록 하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치 및 그 방법을 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치는, 각 구성 기기로부터 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 획득하는 측정부; 상기 획득된 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 전력 성능 지표 데이터를 산출하는 전력 성능 지표 산출부; 및 상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법은, 각 구성 기기로부터 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 획득하는 단계; 상기 획득된 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 전력 성능 지표 데이터를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치 및 그 방법 의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 시스템의 성능 지표를 지속적으로 모니터링하여 시스템에 대한 성능 평가가 가능하고, 이를 토대로 차기 시스템의 성능을 개선시키는데 사용되도록 하는 장점이 있다.
본 발명에 따르면, 시스템에 대해 수행된 성능 평가 데이터가 지속적으로 업데이트되어 업데이트된 데이터가 차기 무효 전력 시스템의 설계시에 반영될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각 성능 지표 간의 상관 관계 분석을 통해 서로 간의 영향 정도에 관한 데이터를 축적할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가동율의 시간에 따른 분석 및 평가가 업데이트되어 업데이트된 데이터가 차기 무효 전력 시스템의 설계시에 반영될 수 있다.
본 발명에 따르면, 가동율의 산출에 따라 고장 시 조치 시간이나 정기 유지 보수 시간을 용이하게 파악할 수 있으며, 정확한 유지 보수 시간이나 고장 조치 시간을 관리 및 반영할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 전력 성능 지표 산출부의 상세 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치는 무효 전력 보상부(30) 및 제어 시스템(40)를 포함한다.
수전단(11)에 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)가 연결될 수 있다. 구체적으로, 수전단(11)으로부터 지선(12)이 분기되어 연결되고, 이 지선(12)에 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)가 연결될 수 있다.
도 1에서는 지선(12)이 수전단(11)에 연결되는 것으로 도시되고 있지만, 지선(12) 없이 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)가 직접 수전단(11)에 연결될 수도 있다.
상기 수전단(11) 이외에 계통에 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)가 연결될 수도 있다. 계통은 AC 계통, DC 계통, HVDC 계통일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)는 일 예로서 제철소에 구비된 부하로서, 예컨대 아크로(21a, 21b, 21c)나 정련로(23a, 23b, 23c)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
무효 전력 보상부(30)은 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)와 병렬로 연결되는 한편 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)와 지선(12) 또는 수전단(11)에 공통 연결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 이에 따라, 수전단(11)으로 공급되는 전력은 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)뿐만 아니라 무효 전력 보상부(30)으로 공급될 수 있다.
무효 전력 보상부(30)은 유도성 보상부(TCR: Thyristor-controlled reactor, 25), 용량성 보상부(TSC: Thyristor-switched capacitor, 27) 및 고조파 필터부(29)를 포함할 수 있다.
유도성 보상부(25)는 리액터 소자와 사이리스터 스위치(thyristor switch)를 포함할 수 있다. 리액터 소자의 개수나 배열은 다양한 방법에 의해 구현 가능하다.
용량성 보상부(27)는 용량성 소자와 사이리스터 스위치를 포함할 수 있다. 용량성 소자의 개수나 배열은 다양한 방법에 의해 구현 가능하다.
고조파 필터부(29)는 다수의 필터를 포함할 수 있다. 각 필터는 저항기, 캐패시터 및 인덕터를 포함할 수 있다. 저항과 인덕터는 병렬로 연결될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
유도성 보상부(25)나 용량성 보상부(27) 모두가 반드시 구비될 필요는 없고, 유도성 보상부(25)나 용량성 보상부(27) 중 하나만 구비될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 역률 개선을 위한 무효 전력 보상시에는 주로 용량성 보상부(27)이 사용될 수 있고, 플리커 개선을 위한 무효 전력 보상시에는 주로 유도성 보상부(25)가 사용될 수 있다.
역률은 유효 전력과 피상 전력의 비를 나타낼 수 있다. 피상 전력은 수전단(11)으로 공급된 전력을 나타내고, 유효 전력은 피상 전력 중에서 무효 전력을 제외한 전력일 수 있다. 따라서, 역률 개선으로 유효 전력이 증가되어 전력 손실이 줄어들고 전력이 효율적으로 사용될 수 있다.
도시되지 않았지만, 유도성 보상부(25)나 용량성 보상부(27)에 더해 고정형 보상부가 더 포함될 수도 있다. 고정형 보상부는 고정형 캐패시터(fixed capacitor)일 수 있다.
무효 전력 보상부(30)는 제어 시스템(40)의 제어 하에 유도성 보상부(25) 및/또는 용량성 보상부(27)가 제어되어, 역률 개선이나 플리커 개선과 같은 무효 전력이 보상될 수 있다. 예컨대, 제어 시스템(40)으로부터 제공된 제어 신호에 응답하여 유도성 보상부(25) 및/또는 용량성 보상부(27)에 구비된 사이리스터 스위치가 스위칭 제어됨으로써, 무효 전력이 보상될 수 있다.
도시되지 않았지만, 본 발명의 무효 전력 보상 시스템은 해당 시스템이 운전되는 한, 각 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)가 가동시에 역률, 플리커 및/또는 고조파 왜형률과 같은 무효 전력을 항시 보상할 수 있다.
종래에는 이러한 무효 전력 보상 시스템에서 단순히 무효 전력을 보상할 뿐, 이러한 보상을 수행하는 무효 전력 시스템의 성능이 어떠한지에 대한 평가를 하지 못하였다.
본 발명은 무효 전력 시스템의 무효 전력 보상을 지속적으로 모니터링하여 무효 전력 시스템의 성능을 평가할 수 있고, 이러한 평가를 토대로 차세대 무효 전력 시스템의 성능이 향상되도록 차세대 무효 전력 시스템이 설계될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치는 제어 시스템(40)을 포함할 수 있다.
제어 시스템(40)은 측정부(41), 전력 성능 지표 산출부(43), 가동율 산출부(45), 제어부(47) 및 저장부(49)를 포함할 수 있다.
측정부(41)는 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 측정할 수 있다.
예컨대, 전압 데이터 및 전류 데이터는 제1 내지 제4 검출부(13, 15, 17, 19)로부터 검출된 전압 및 전류를 토대로 측정될 수 있다.
예컨대, 위상각은 제1 내지 제4 검출부(13, 15, 17, 19)로부터 검출된 전압의 위상 및 전류의 위상을 토대로 산출될 수 있다. 예컨대, 전류의 위상이 전압의 위상보다 앞서는 경우 진상이라 명명되고, 전압의 위상이 전류의 위상보다 앞서는 경우 지상이라 명명될 수 있다. 예컨대, 진상에서의 위상각이 양의 위상각으로 나타내어지는 경우, 지상에서의 위상각은 음의 위상각으로 나타내어질 수 있다.
도시되지 않았지만, 제1 내지 제4 검출부(13, 15, 17, 19)가 설치된 부분 이외의 구성 기기들에도 또 다른 검출부들이 구비되어, 전압, 전압의 위상, 전류 및 전류의 위상이 검출될 수도 있다.
전력 성능 지표 산출부(43)는 기 설정된 상황에 따라 측정부(41)로부터 산출된 전압 데이터 및 전류 데이터를 토대로 전력 성능 지표 데이터를 산출할 수 있다.
여기서, 기 설정된 상황이란 무효 전력 보상부(30)의 동작 상태를 의미할 수 있는데, 무효 전력 보상부는 역률 보상 또는 플리커 보상 중 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다.
전력 성능 지표 데이터로는 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 2에 도시한 바와 같이, 전력 성능 지표 산출부(43)는 역률 산출부(51), 플리커 산출부(53) 및 고조파 산출부(55)를 포함할 수 있다.
역률 산출부(51)는 역률 데이터를 지속적으로 누적 산출할 수 있다.
역률은 누적 시간에 대한 유효전력/피상전력으로 산출될 수 있다. 이러한 역률은 시스템 운전 중 반복적으로 누적 산출될 수 있다.
이를 위해, 측정부(41)에서 측정된 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 유효전력이 산출될 수 있다. 따라서, 유효전력을 수전단(11)으로 공급되는 피상전력으로 나눔어 줌으로써, 역률 데이터가 산출될 수 있다.
플리커 산출부(53)는 모니터링 주기에 따라 ΔV10, Plt(long-term flicker), Pst(short-term flicker) 중 적어도 하나에 따른 플리커 데이터가 산출될 수 있다. ΔV10, Plt, Pst 각각의 모니터링 시간은 개별적으로 설정될 수 있다. ΔV10은 통상 1시간 동안 전압 변동을 10Hz의 크기로 환산하여 플리커의 크기나 발생 횟수가 산출될 수 있다.
Plt은 Pst보다 긴 시간, 예컨대 1시간이나 그 이하의 시간으로 설정되고, 그 설정된 시간동안 플리커의 크기나 발생 횟수가 산출될 수 있다.
Pst는 Plt보다 짧은 시간, 예컨대 10분으로 설정되고, 그 설정된 시간동안 플리커의 크기나 발생 횟수가 산출될 수 있다.
플리커 산출부(53)는 ΔV10, Plt, Pst 각각에 따른 플리커의 크기를 시스템 운전 중 반복적으로 누적 산출될 수 있다.
고조파 산출부(55)는 고조파 총합 왜형률(THD: Total Harmonics Distortion)이나 고조파 수요 왜형률(TDD: Total Demand Distortion)을 산출할 수 있다.
고조파 총합 왜형률과 고조파 수요 왜형률은 고조파 왜형율의 일종이다. 고조파 왜형율은 기본파 전압(V1) 이외의 고조파값(V2, V3 등)의 일그러짐 정도를 나타낼 수 있다.
고조파 총합 왜형률과 고조파 수요 왜형률은 측정부(41)에서 측정된 전압 데이터를 토대로 산출될 수 있다.
이러한 고조파 총합 왜형률이나 고조파 수요 왜형률은 일정 시간, 예컨대 1시간 단위로 누적되어 산출되어 그 평균 값과 최대 값으로 산출될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
전력 성능 지표 산출부(43)에서 산출된 각종 데이터, 즉 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터는 제어부(47)로 제공될 수 있다. 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터는 저장부(49)에 저장될 수 있다.
제어부(47)는 전력 성능 지표 산출부(43)로부터 제공된 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터를 토대로, 이들 데이터들을 분석하고 평가할 수 있다.
제어부(47)는 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터의 상관 관계를 분석하여 이들 데이터가 각 목표치를 만족하는지에 대한 판단 데이터를 산출할 수 있다. 목표치는 고객 요구치일 수도 있고 정부가 규제를 이해 설정한 규제치일 수 있다.
제어부(47)는 이러한 상관 관계 분석을 통해 플리커 보상시 역률 및/또는 고조파 성능을 평가하거나 역률 보상시 플리커 및/또는 고조파 성능을 평가할 수 있다. 즉, 플리커 보상시 역률이 개선되는지 또는 고조파 왜형률은 줄어드는지가 평가될 수 있다.
아울러, 주어진 시간 동안 누적 산출된 역률 데이터가 역률 목표치를 만족하는지를 판단하여 그 판단 데이터가 저장부(49)에 저장될 수 있다. 이러한 판단 결과를 토대로, 무효 전력 보상 시스템의 역률 관련 성능을 평가할 수 있다. 예컨대, 주어진 시간 동안 누적 산출된 역률 데이터가 역률 목표치를 만족하는 경우, 무효 전력 보상 시스템의 역률 관련 성능은 우수한 것으로 평가될 수 있다.
제어부(47)는 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터 각각과 각 목표치와의 차이를 산출하여 그 차이를 토대로 무효 전력 보상 시스템의 역률 관련 성능, 플리커 관련 성능 및 고조파 관련 성능을 평가할 수 있다.
예컨대, 지속적으로 모니터링되어 누적된 역률 데이터의 평균값과 역률 평균 목표치와와 동일하거나 역률 평균 목표치에 근접한 경우, 무효 전력 보상 시스템의 역률 관련 성능은 우수한 것으로 평가될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 가동율을 모니터링하여 가동율을 통해 시스템 운전 상태를 평가할 수 있다.
이를 위해, 가동율 산출부(45)는 무효 전력 시스템의 운전 중 구성 기기별로 수집된 가용 상태에 대한 데이터를 토대로 가동율을 산출할 수 있다.
가동율은 하기 식 1과 같이 나타내어질 수 있다.
[식 1]
가동율=((운전 가능 시간-고장 정지 시간)/운전 가능 시간)*100
운전 가능 시간은 계획 정지 시간을 제외한 운전 가능 상태의 시간을 의미할 수 있다.
계획 정지 시간은 유지 보수를 위한 계획된 시간 및 정기 점검 시간을 의미할 수 있다.
고장 정지 시간은 예기치 않은 고장이나 장애로 시스템이 운전되지 않는 시간을 의미할 수 있다.
가동율 산출부(45)로부터 산출된 가동율은 제어부(47)로 제공될 수 있다.
제어부(47)는 가동율 산출부(45)로부터 산출된 가동율을 운전 누적 시간 동안 분석하여 가동율에 대한 평가를 수행할 수 있다.
운전 누적 시간은 정해진 시간(예컨대, 운전 누적 시간), 1년 단위, 주어진 수명(예컨대 시스템의 수명인 5년 등)으로 설정될 수 있다.
예컨대, 제어부(47)는 설정 시간(예컨대, 1년 등) 동안 목표 가동율과 실제 가동율의 차이를 분석하여 가동율에 대한 평가를 수행할 수 있다.
예컨대, 제어부(47)는 설정 시간 동안 계획 정지 시간과 실체 유지 보수 시간의 차이를 분석하여 유지 보수 시간을 변경하거나 관리하며 고장 정지가 발생하는 경우 해당 가동율에 반영하여 가동율을 증가시킬 수 있다. 이와 관련한 고장 정지 횟수나 고장 상태는 저장부(49)에 저장될 수 있다.
저장부(49)는 무효 전력 시스템의 평가 장치에서 도출되는 다양한 데이터가 저장될 수 있다.
예컨대, 저장부(49)에는 측정부(41)에서 측정된 역률 데이터, 플리커 데이터, 고조파 데이터 및/또는 가동율이 저장될 수 있다.
예컨대, 저장부(49)에는 고장 정지 횟수나 고장 상태가 저장될 수 있다.
예컨대, 저장부(49)에는 운전 및 정지 관련 데이터, 유지 보수 데이터, 고장 내용 등이 저장될 수 있다.
예컨대, 저장부(49)에는 제어부(47)에서 분석되거나 평가된 분석 데이터 및/또는 평가 데이터가 저장될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전력 성능 지표 데이터를 무효 전력 보상부(30)의 동작 상태에 따라 지속적으로 모니터링하고, 누적 데이터를 분석하여 성능 평가를 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이와 같이 수행된 성능 평가 데이터가 지속적으로 업데이트되어 업데이트된 데이터가 차기 무효 전력 시스템의 설계시에 반영될 수 있다.
본 발명에 따르면, 각 성능 지표 간의 상관 관계 분석을 통해 서로 간의 영향 정도에 관한 데이터를 축적할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가동율의 시간에 따른 분석 및 평가가 업데이트되어 업데이트된 데이터가 차기 무효 전력 시스템의 설계시에 반영될 수 있다.
본 발명에 따르면, 가동율의 산출에 따라 고장 시 조치 시간이나 정기 유지 보수 시간을 용이하게 파악할 수 있으며, 정확한 유지 보수 시간이나 고장 조치 시간을 관리 및 반영할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법을 도시한 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 측정부(41)는 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 획득할 수 있다(S111).
각 검출부(13, 15, 17, 19)로부터 검출된 전압, 전압의 위상, 전류 및 전류의 위상을 토대로 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각이 획득될 수 있다.
전력 성능 지표 산출부(43)는 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 전력 성능 지표, 예컨대 역률 데이터, 플리커 데이터 및/또는 고조파 데이터를 산출할 수 있다(S113).
전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 유효전력이 산출되고, 이 유효 전력을 수전단(11)으로 공급되는 피상전력으로 나눔어 줌으로써, 역률 데이터가 산출될 수 있다.
ΔV10, Plt(long-term flicker), Pst(short-term flicker) 중 적어도 하나에 따른 플리커 데이터가 산출될 수 있다.
고조파 총합 왜형률 및 고조파 수요 왜형률 중 적어도 하나가 고조파 데이터로 산출될 수 있다.
제어부(47)는 상기 산출된 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터를 토대로 주어진 시간 동안의 역률, 플리커 및/또는 고조파 왜형율을 분석하고 평가할 수 있다(S115).
다양한 성능 지표와 관련된 평가가 이루어질 수 있다.
예컨대, 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터의 상관 관계가 분석될 수 있다. 이러한 상관 관계 분석을 통해 플리커 보상시 역률 및/또는 고조파 성능이 평가되거나 역률 보상시 플리커 및/또는 고조파 성능이 평가될 수 있다.
예컨대, 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터 각각과 각 목표치와의 차이를 통해 무효 전력 보상 시스템의 역률 관련 성능, 플리커 관련 성능 및 고조파 관련 성능이 평가될 수 있다.
제어부(47)는 분석 및 평가를 통해 획득된 관련 데이터를 저장부(49)에 저장시킬 수 있다(S117).
저장부(49)에 저장된 관련 데이터로는 측정부(41)에 의해 획득된 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각이 있을 수 있다.
저장부(49)에 저장된 관련 데이터로는 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터의 상관 관계 데이터가 있을 수 있다.
저장부(49)에 저장된 관련 데이터로는 분석을 통해 얻어진 역률 분석 데이터, 플리커 분석 데이터 및 고조파 분석 데이터가 있을 수 있다.
저장부(49)에 저장된 관련 데이터로는 평가를 통해 얻어진 역률 평가 데이터, 플리커 평가 데이터 및 고조파 평가 데이터가 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법을 도시한 순서도이다.
도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 목표 가동율이 설정될 수 있다(S121).
목표 가동율은 제어 시스템(40)에 의해 수행될 수 있다. 목표 가동율은 변경될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
시스템이 운전될 수 있다(S123). 여기서 시스템은 무효 전력 시스템뿐만 아니라 각 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)나 다른 구성 기기를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
시스템의 운전을 통해 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)에 동시에 전압이 가압되는 한편, 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)에 전압을 가압시키기 위해 관련된 구성 기기 또한 동작되며, 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)에 전압을 가압하기 이전에 또한 다수의 부하(21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c)에 전압을 가압한 이후에 발생되는 무효 전력이 무효 전력 보상부(30)에 의해 보상될 수 있다.
가동율 산출부(45)는 이와 같이 시스템이 운전 중인 상태에서 구성 기기별로 수집된 가용 상태에 대한 데이터를 토대로 가동율을 산출할 수 있다(S125).
가동율은 앞서 설명한 바와 같이 식 1에 의해 산출될 수 있다.
제어부(47)는 상기 산출된 가동율을 토대로 가동율을 분석 및 평가할 수 있다(S127).
구체적으로, 제어부(47)는 가동율 산출부(45)로부터 산출된 가동율을 운전 누적 시간 동안 분석하여 가동율에 대한 평가를 수행할 수 있다.
예컨대, 제어부(47)는 설정 시간 동안 계획 정지 시간과 실체 유지 보수 시간의 차이를 분석하여 유지 보수 시간을 변경하거나 관리하며 고장 정지가 발생하는 경우 해당 가동율에 반영하여 가동율을 증가시킬 수 있다.
제어부(47)는 분석 및 평가를 통해 획득된 관련 데이터를 저장부(49)에 저장시킬 수 있다(S129).
예컨대, 가동율 관련하여 얻어진 고장 정지 횟수나 고장 상태가 저장부(49)에 저장될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
11: 수전단
12: 지선
13, 15, 17, 19: 검출부
13a, 15a, 17a, 19a: 변압기
13b, 15b, 17b, 18b: 변류기
21a, 21b, 21c, 23a, 23b, 23c: 부하
21a, 21b, 21c: 아크로
23a, 23b, 23c: 정련로
25: 유도성 보상부
27: 용량성 보상부
29: 고조파 필터부
30: 무효 전력 보상부
40: 제어 시스템
41: 측정부
43: 전력 성능 지표 산출부
45: 가동율 산출부
47: 제어부
49: 저장부

Claims (16)

  1. 각 구성 기기로부터 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 획득하는 측정부;
    상기 획득된 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 전력 성능 지표 데이터를 산출하는 전력 성능 지표 산출부; 및
    상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 제어부를 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    무효 전력을 보상하는 무효 전력 보상부를 더 포함하고,
    상기 기 설정된 상황은 상기 무효 전력 보상부가 역률 보상 동작 상태 또는 플리커 보상 동작 상태 중 어느 하나인 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무효 전력 보상부를 포함한 다른 구성 기기의 동작 동안 상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 상기 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분석 및 평가된 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고조파 데이터는 고조파 총합 왜형률 및 고조파 수요 왜형률 중 적어도 하나를 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 역률 데이터, 상기 플리커 데이터 및 상기 고조파 데이터의 상관 관계를 분석하여 역률 성능, 플리커 성능 및 고조파 성능을 평가하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    역률 보상시 플리커 성능이나 고조파 성능을 평가하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    플리커 보상시 역률 성능이나 고조파 성능을 평가하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 역률 데이터, 상기 플리커 데이터 및 상기 고조파 데이터 각각과 각 목표치와의 차이를 산출하여 그 차이를 토대로 역률 성능, 플리커 성능 및 고조파 성능을 평가하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구성 기기별로 수집된 가용 상태에 대한 데이터를 토대로 가동율을 산출하는 가동율 산출부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 가동율을 운전 누적 시간 동안 분석하여 가동율을 평가하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 장치.
  11. 각 구성 기기로부터 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 획득하는 단계;
    상기 획득된 전압 데이터, 전류 데이터 및 위상각을 토대로 역률 데이터, 플리커 데이터 및 고조파 데이터 중 적어도 하나 이상을 포함하는 전력 성능 지표 데이터를 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 단계를 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 분석 및 평가된 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 상기 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 단계는,
    상기 역률 데이터, 상기 플리커 데이터 및 상기 고조파 데이터의 상관 관계를 분석하여 역률 성능, 플리커 성능 및 고조파 성능을 평가하는 단계를 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 산출된 전력 성능 지표 데이터를 상기 기 설정된 상황에 따라 분석 및 평가하는 단계는,
    상기 역률 데이터, 상기 플리커 데이터 및 상기 고조파 데이터 각각과 각 목표치와의 차이를 산출하여 그 차이를 토대로 역률 성능, 플리커 성능 및 고조파 성능을 평가하는 단계를 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 구성 기기별로 수집된 가용 상태에 대한 데이터를 토대로 가동율을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 가동율을 운전 누적 시간 동안 분석하여 가동율을 평가하는 단계를 더 포함하는 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 기 설정된 상황은 무효 전력 보상부가 역률 보상 동작 상태 또는 플리커 보상 동작 상태 중 어느 하나인 무효 전력 보상 시스템의 모니터링 방법.
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