KR20180032085A - 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치 및 방법 - Google Patents

화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치 및 방법 Download PDF

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KR20180032085A
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Abstract

본 발명은 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치 및 방법에 관한 것으로, 최대보증정격(MAR)에 적어도 하나 이상의 운전변수 파라미터를 보정한 값을 반영하는 제1 파라미터 반영부, 상기 운전변수 파라미터를 반영한 값에 복수기 진공도 파라미터를 보정한 값과 운전원에 의한 발전량 보정 값을 반영하는 제2 파라미터 반영부, 상기 제1 파라미터 반영부에서 출력된 값, 적어도 하나 이상의 설비의 상태 값, 및 현재 운영중인 발전기의 출력 값을 비교하여 현재의 발전기 상태에 대응하는 어느 하나의 값을 반영하는 제3 파라미터 반영부, 상기 제3 파라미터 반영부에서 산출된 값을 VWO(Valve Wide Open, 발전기가 낼 수 있는 최대출력)와 비교하여 상기 산출된 값이 VWO의 출력보다 작은 값으로 제한하는 제한부, 및 상기 제한부에서 제한된 값에 소내전력(Aux.Power)을 제외한 값을 발전기 최대 공급능력(Max Capacity)으로 출력하는 제4 파라미터 반영부를 포함한다.

Description

화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALCULATING SUPPLY CAPABILITY OF THERMAL POWER PLANT GENERATOR}
본 발명은 화력발전소의 발전기 공급능력 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화력발전소의 발전기 출력에 영향을 줄 수 있는 발전기의 내/외부 파라미터를 도출하고, 상기 도출된 파라미터를 공급능력 산술식에 적용하여 화력발전소의 발전기 공급능력을 정확히 산정할 수 있도록 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전력거래를 위하여 하루 전에 화력발전소의 발전기가 공급할 수 있는 발전량을 시간대별로 산정하여 입찰하게 되는데, 경험적인 발전기 출력값을 산정하여 산출하고 있다.
예컨대 한국에서 2011년도 9월 15일에 발전기 공급능력 부족으로 인하여 발생한 순환정전 상태는 경제적, 물질적 피해와 사회적으로 큰 혼란을 발생시켰으며, 이에 대한 대책으로 화력발전소 발전기의 공급능력을 산정하는 방법이 일부 제안되었지만, 이것은 경험적인 통계치를 적용하여 발전기 공급능력을 산정하기 때문에 정확성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 종래에는 화력발전소의 발전기 공급능력에 직접적인 영향을 주는 파라미터(Parameter)를 적용하지 않고 통계적인 경험값을 적용하여 발전기 공급능력을 산정하기 때문에 그 발전기 공급능력 산정값에 오류가 발생하게 된다.
그런데 현재로서는 상기 화력발전소의 발전기 공급능력의 산정값에 오류가 발생하더라도 오류값을 수정할 수 있는 방법도 마련되어 있지 않다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2016-0042273호(2016.04.19.공개, 수력발전기 공급능력 예측 장치 및 수력발전기 공급능력 산정 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 화력발전소의 발전기 출력에 영향을 줄 수 있는 발전기의 내/외부 파라미터를 도출하고, 상기 도출된 파라미터를 공급능력 산술식에 적용하여 화력발전소의 발전기 공급능력을 정확히 산정할 수 있도록 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치는, 최대보증정격(MAR)에 적어도 하나 이상의 운전변수 파라미터를 보정한 값을 반영하는 제1 파라미터 반영부; 상기 운전변수 파라미터를 반영한 값에 복수기 진공도 파라미터를 보정한 값과 운전원에 의한 발전량 보정 값을 반영하는 제2 파라미터 반영부; 상기 제1 파라미터 반영부에서 출력된 값, 적어도 하나 이상의 설비의 상태 값, 및 현재 운영중인 발전기의 출력 값을 비교하여 현재의 발전기 상태에 대응하는 어느 하나의 값을 반영하는 제3 파라미터 반영부; 상기 제3 파라미터 반영부에서 산출된 값을 VWO(Valve Wide Open) 출력 값과 비교하여 상기 산출된 값을 VWO의 출력보다 작은 값으로 제한하는 제한부; 및 상기 제한부에서 제한된 값에 소내전력량(또는 소내소비전력량, 혹은 발전설비 보조기기 사용전력량)(Aux.Power)을 제외한 값을 발전기 최대 공급능력(Max Capacity)으로 출력하는 제4 파라미터 반영부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 운전변수 파라미터는, MSP(Main Steam Pressure), MST(Main Steam Temperature), RST(Reheat Steam Temperature), RST(Reheat Steam Temperature) Spray Flow, 역률(Power Factor), 및 복수기 진공도(Condenser vacuum) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 운전변수 파라미터는, 아래의 산출식에 의해 발전기 출력영향을 각기 산출할 수 있음을 특징으로 한다.
(1) Main Steam Pressure(주증기 압력)(X) = 1/[1-4.92/12.3555/100*(X-247.11)]
(2) Main Steam Temp(주증기 온도)(X) =
1/IF(X>537.8, (1+0.5/27.7778/100*(X-537.8)), (1+0.7/27.7778/100*(X-537.8)))
(3) R/H steam temp (X) = 1/{1-2.3/27.7778/100*(X-537.8)}
(4) R/H Spray flow (X, Y) = 1-0.4/2/100*X/Y*100
여기서, X : R/H Spray flow
Y : R/H Spray flow
(5) Power factor (X) = 1/{1+0.01*(X-0.9)}
(6) Condenser vacuum (X) = (1+3.77/76.2-38.1)/100*(760-X-38.1))
여기서, X는 실측치이다.
본 발명에 있어서, 상기 설비의 상태 값은, 발전설비의 운전을 제약하는 설비의 상태 값으로서, 발전소 트립(trip), 발전기 차단기 개방(GCS Open), 런백(Run Back), 런다운(Run Down), 및 부하제한기(LL Limiting) 동작 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 방법은, 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치가 발전기의 공급능력을 산정하는 방법에 있어서, 상기 산정 장치가 주증기압력의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 화력발전소의 정격발전량에 반영하는 단계; 상기 산정 장치가 주증기온도의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계; 상기 산정 장치가 재열증기온도의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계; 상기 산정 장치가 재열증기온도 조정을 위한 분사유량의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계; 상기 산정 장치가 발전기의 역률의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계; 상기 산정 장치가 복수기 진공도의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계; 상기 산정 장치가 운전원에 의한 발전량 보정 값을 반영하는 단계; 상기 산정 장치가 발전기의 현재 운전 상태에 따른 공급능력조건이나 운전제한조건을 반영하는 단계; 및 상기 산정 장치가 상기 단계들을 통해 산출되는 공급능력 계산값에 소내소비전력량(Aux.Power)을 보정한 값을 반영하는 단계;를 포함하여 현재나 미래의 송전단 공급능력을 산출하되, 상기 산출된 공급능력이 발전기 최대출력을 초과하지 못하도록 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산정 장치가 상기 단계들을 통해 산출되는 공급능력 계산값에 소내소비전력량(Aux.Power)을 보정한 값을 반영하는 단계 이후, 상기 공급능력조건이나 운전제한조건 중, 발전정지 조건 또는 차단기 개방 조건 시, 발전기 공급능력을 0 MW로 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 화력발전소의 발전기 출력에 영향을 줄 수 있는 발전기의 내/외부 파라미터를 도출하고, 상기 도출된 파라미터를 공급능력 산술식에 적용하여 화력발전소의 발전기 공급능력을 정확히 산정할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화력발전소의 영향변수를 반영한 발전기 공급능력 산정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 법을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 화력발전소의 발전기 공급능력 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예와 관련하여 발전기의 공급능력을 산정하는 방법은, 전력수급에 대처하고 안정적인 전력공급을 위하여 필요한 기술로서 현재시간(Real Time)의 공급능력을 산정하는 방법이다. 통상적으로 기저부하를 담당하는 화력발전기나 원자력발전기의 경우, 외기조건이나 운전조건의 영향이 비교적 작은 편이지만, 운전중에 예기치 못한 고장으로 인한 부하감발, 부하조정 등이 발생되므로, 발전기 출력변화의 요인을 파악하여 발전기의 공급능력을 산정할 필요가 있다.
발전기의 공급능력을 정확하게 산정하기 위해서는 발전기의 출력에 영향을 미치는 발전기의 내/외부(내부 및 외부) 파라미터를 도출하여 발전기가 공급 가능한 가용량을 산정하는 것이 중요한데, 여기서 발전원별로 발전기의 특성 및 운전조건에 차이가 존재하므로 그러한 특성을 고려하여야 한다.
특히 화력발전소의 발전기는 재생재열사이클을 기반으로 전력을 생산하므로, 50만kW 국내 석탄표준화력발전소 기준, 플랜트 열효율은 40%내외로 평가되고 있다.
여기서 석탄표준화력 대상으로 공급능력을 산정하는 방법을 설명하면, 먼저 현재 시간의 발전기출력을 산출하는 방법으로서, 화력발전소 발전기의 운전조건을 고려한 정상상태와 비정상상태의 공급능력에 대한 정의가 필요한데, 정상상태의 운전공급능력은 현재의 외기조건에서 발전할 수 있는 최대출력으로 연속운전이 가능한 운전상태의 발전기를 말한다. 이에 반하여 비정상상태의 운전공급능력은 화력발전기가 비정상영역으로 진입하여 정상적인 출력증발이 어려운 상태의 공급능력을 말하는 것으로, 이때는 더 이상 발전기의 출력을 증발할 수 없으므로, 이때의 발전기 출력이 발전기의 실제출력으로 정의한다.
이와 같이 정상상태 운전과 비정상상태 운전을 고려한 최종 공급능력은 정상상태의 운전공급능력과 비정상상태의 운전공급능력을 선택한 다음 설계최대치와 비교하여 작은 값을 현재상태의 최종공급능력으로 산정할 수 있다.
이미 상술한 바와 같이, 발전소를 운영하고 있는 공급자는 전력수요관리에 있어서, 발전기의 공급능력을 산정하여 발전계획량을 입찰하게 되는데, 이때 공급능력을 산정하는 방법으로는 발전기 운전상태를 참고하여 경험적으로 매 시간대별로 공급능력을 산정하게 된다. 하지만, 이와 같이 경험적으로 공급능력을 산정하다 보니 공급능력의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 공급능력을 경험적으로 산정하는 것 보다는, 본 실시예에서와 같이 운전데이터 및 외기조건 데이터를 적용하여 시스템을 통하여 공급능력을 산정하게 함으로써, 발전기의 공급능력의 정확도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 경험적인 판단으로 인한 오류를 줄일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화력발전소의 영향변수를 반영한 발전기 공급능력 산정 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 화력발전소의 발전기 공급능력 산정을 위한 장치는 최대보증정격(MAR)에 적어도 하나 이상의 운전변수 파라미터(예 : MSP, MST, RST, RH Spray Flow, Power Factor, Condenser vacuum, Spare 등)를 보정한 값을 반영하는 제1 파라미터 반영부(110), 상기 운전변수 파라미터를 반영한 값에 복수기 진공도(Condenser vacuum) 파라미터를 보정한 값과 운전원에 의한 발전량 보정 값을 반영하는 제2 파라미터 반영부(120), 상기 제1 파라미터 반영부(120)에서 출력된 값, 설비의 상태 값(예 : 발전소 트립(trip), 발전기 차단기 개방(GCS Open), 런백(Run Back), 런다운(Run Down), 및 부하제한기(LL Limiting, 또는 2단계 최저 제한기) 동작 등, 적어도 5가지의 발전설비의 운전을 제약하는 설비의 상태 값), 및 현재 운영중인 발전기의 출력 값을 비교하여 현재의 발전기 상태에 대응하는 어느 하나의 값을 반영하는 제3 파라미터 반영부(130), 상기 제3 파라미터 반영부(130)에서 산출된 값을 VWO(Valve Wide Open, 발전기가 낼 수 있는 최대출력)와 비교하여 최대값이 그보다 작은 값으로 제한하는 제한부(140), 상기 제한부(140)에서 제한된 값에 Aux.Power(즉, 발전소 내에서 발전을 위해 소비되는 소내전력량)을 반영(즉, 제외)한 값을 발전기 최대공급능력(Max Capacity)으로 출력하는 제4 파라미터 반영부(150)를 포함한다.
상기와 같이 본 실시예는 화력발전소의 발전기 출력에 영향을 줄 수 있는 발전기의 내/외부 파라미터를 발전기 공급능력 산술식에 적용하여 화력발전소의 발전기 공급능력을 정확히 산정할 수 있도록 한다.
다만 상기 도 1 및 도 2에서는 발전기 공급능력에 영향을 주는 파라미터 값의 순차로 반영하는 것으로 도시되어 있으나, 실제로는 파라미터 값의 반영 순서에는 의미가 없고, 파라미터 값이 병렬적으로 반영되는 것임에 유의한다. 가령 상기 제1 파라미터 반영부(110)에서 반영되는 파라미터 값이 더 적거나 많을 수 있고, 상기 제1 파라미터 반영부(110) 내지 제4 파라미터 반영부(150)의 반영 순서가 바뀔 수도 있다.
참고로 석탄화력 발전소는 최대보증정격(MAR : Maximum Availability Rating)을 정상운전의 공급능력으로 간주하며, 본 실시예에서는 500MW 용량의 표준석탄화력을 대상으로 설명하되, 계통병입 이전에는 실제 출력을 추종, 즉, 계통병입되면 최대보증정격(MAR)을 반영한다. 또한 런백(Run Back) 또는 런다운(Run Down) 등 제약운전이 발생하면, 실제 출력을 공급능력으로 반영한다(제3 파라미터 반영부(130)의 동작에 대응).
그리고 정상상태 운전공급능력은 현재의 발전기 상태에서 발생 가능한 최대 가능전력으로 최대보증정격(MAR)을 적용한다.
여기에 운전원에 의한 보정치를 가산하고 복수기의 진공도(Condenser vacuum)에 의한 영향을 고려하면 정상운전 공급능력으로 된다(제2 파라미터 반영부(120)의 동작에 대응).
이때 복수기 냉각에 해수를 사용하는 경우에는 복수기 진공에 의한 영향은 없는 것으로 간주하지만 강물을 이용하는 경우에는 고려해야 한다.
또한 비정상상태 운전공급능력은 증기터빈 발전기가 비정상상태에 진입하면, 출력을 유지하거나 증발할 수 없고, 감발 가능성이 커진다. 따라서 이때는 현재의 발전기 출력을 공급능력으로 간주하며, 발전소 트립, 발전기 차단기 개방, 런백, 런다운, 부하제한기 동작 등 제약 조건이 발생한 경우이다(제3 파라미터 반영부(130)의 좌측에서 입력되는 조건 참조).
예컨대 여기서 상기 런백(Run Back) 조건은, BFPT(보일러 급수펌프, boiler feed pump turbine), IDF(유인송풍기, induced draft fan), FDF(압입송풍기, forced draft fan), PAF(1차공기송풍기, primary air fan), 미분기 등 보일러 제어분야 제약 조건을 의미한다.
그리고 상기 런다운(Run Down) 조건은, COP(복수펌프, condensate pump), CBP(복수승압펌프, condensate boosting pump) 및 저열량탄 등 BOP(Balance of Plant) 제어분야 제약 조건을 의미한다.
한편 도면에는 구체적으로 도시되어 있지 않지만, 참고로 상기 부하제한기(Load Limiting) 조건(예 : MSPL Limiting, VPL Limiting 등)은 터빈 제어분야 제약 조건 발전기 출력 0~650MW를 검출하기 위하여 4~20mA를 이용하는 경우 계획 예방정비나 DCS(Digital Control System) 고장 등으로 신호가 단선되어 0mA를 지시하면 발전기 출력은 -162.5MW로 검출되는데, 이 경우에 공급능력은 음(-)의 값으로 검출되어 전력계통 전체의 공급능력에 오차가 발생하게 되므로, 하한치가 0MW가 되도록 상하한 제한기를 설치한다.
이에 따라 발전기의 공급능력은, 정상상태 운전공급능력과 비정상상태 운전공급능력을 비교하여 최종 공급능력을 산정하게 되는데, 최종 공급능력은 정상상태 운전공급능력과 비정상상태 운전공급능력을 선택한 다음 발전소 최대치(BMCR(보일러 최대용량) 또는 VWO(제어밸브전개부하))와 비교하여 작은 값을 취한 다음 소내전력량(또는 소내소비전력량, 혹은 발전설비 보조기기 사용전력량)(Aux.Power)을 고려하면 최종 공급능력으로 된다.
이후 상기 최종 공급능력을 4~20mA 제어신호로 RTU(remote transfer unit)로 전송하고 동시에 운전화면과 이력관리 장치에 전송한다.
통상적으로 발전기의 공급능력은 발전단을 기준으로 하고 있으나, 실질적으로는 송전단 기준으로 변경하는 것이 합당하므로, 이에 대비하여 소내전력량(또는 소내소비전력량, 혹은 발전설비 보조기기 사용전력량)(Aux.Power)을 고려할 수 있도록 하고 현재는 0으로 설정한다. 전체 공급능력의 신호는 4~20mA 신호를 사용하고 자동발전제어(AGC) 신호와 동일하게 4~20mA를 0~650MW로 대응시켜 설정한다(예 : 4mA인 경우 0MW, 20mA인 경우 650MW에 대응된다). 다만 상기 제어신호의 전류(4~20mA)에 대응하는 공급전력(0~650MW)의 대응값은 예시적으로 기재된 것이므로 다른 실시예에서는 다른 방식으로 대응시킬 수 있다.
이때 화력발전소의 발전기의 전체 공급능력은 통신을 이용하여 전송할 수 있다. 이 최종 공급능력을 이력관리하고 운전화면에 지시한다.
상기 도 2에 도시된 화력발전소의 영향변수 중 운전변수 파라미터(예 : MSP, MST, RST, RH Spray Flow, Power Factor, Condenser vacuum, Spare 등)에 대한 발전기 출력영향은 아래의 산출식을 이용해 산출할 수 있다.
(1) Main Steam Pressure(주증기 압력)(X) = 1/[1-4.92/12.3555/100*(X-247.11)]
(2) Main Steam Temp(주증기 온도)(X) =
1/IF(X>537.8, (1+0.5/27.7778/100*(X-537.8)), (1+0.7/27.7778/100*(X-537.8)))
(3) R/H steam temp (X) = 1/{1-2.3/27.7778/100*(X-537.8)}
(4) R/H Spray flow (X, Y) = 1-0.4/2/100*X/Y*100
여기서, X : R/H Spray flow
Y : R/H Steam flow
(5) Power factor (X) = 1/{1+0.01*(X-0.9)}
(6) Condenser vacuum (X) = (1+3.77/76.2-38.1)/100*(760-X-38.1))
여기서, X는 실측치를 의미한다.
참고로 도 1에서, MAR(Maximum Availability Rating)는 최대 보증정격, MSP(Main Steam Pressure)는 주증기 압력, MST(Main Steam Temperature)는 주증기 온도, RST(Reheat Steam Temperature)는 재열증기 온도, RH(Reheater)는 재열기, VWO(Valve Wide Open)는 주증기 밸브 전개 상태, GCB(gas curcuit braker)는 가스차단기, 및 LL(low low limiting, 2단계 최저 제한기)는 부하 제한기를 의미한다.
상기와 같은 로직을 통해 발전기 공급능력 산정을 위한 영향변수가 산출되면, 도 2에 도시된 바와 같은 방법으로 화력발전소 공급능력을 산정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는, 주증기압력의 실측치와 기준치의 편차를 제작사에서 제공한 그래프(또는 데이터)에 의해 보정한 값을 화력발전소의 정격발전량에 반영한다(S101).
또한 상기 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는 주증기온도(Main Steam Temp)의 실측치와 기준치의 편차를 제작사에서 제공한 그래프(또는 데이터)에 의해 보정한 값을 반영한다(S102).
또한 상기 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는 재열증기온도의 실측치와 기준치의 편차를 제작사에서 제공한 그래프(또는 데이터)에 의해 보정한 값을 반영한다(S103).
또한 상기 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는 재열증기온도 조정을 위한 분사유량의 실측치와 기준치의 편차를 제작사에서 제공한 그래프(또는 데이터)에 의해 보정한 값을 반영한다(S104).
또한 상기 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는 발전기의 역률의 실측치와 기준치의 편차를 제작사에서 제공한 그래프(또는 데이터)에 의해 보정한 값을 반영한다(S105).
이때 상기 발전기 역률 보정 값이 반영된 값이 미래(예 : 32시간 후)의 발전단 전력량이 된다.
또한 상기 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는 복수기(condenser) 진공도의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영한다(S106). 이때 상기 진공도가 미리 설정된 값(예 : 680 mmHg) 이상에서 보정을 수행하지 않을 수 있다.
또한 상기 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는 운전원에 의한 발전량 보정 값을 반영한다(S107).
또한 상기 발전기 공급능력 산정 장치(미도시)는 발전기의 현재 운전 상태에 따른 공급능력조건(또는 운전제한조건)(예 : Run-Back, Run-Down, Load Limiter 상태)을 반영한다(S108). 이때 CC(combined cycle) mode가 아닌 경우 현재 출력이 공급능력이 된다.
이때 상기 산출된 공급능력이 발전기 최대출력을 초과하지 못하도록 반영한다(S109).
또한 상기 산출된 공급능력 계산값에서 소내전력량(또는 소내소비전력량, 혹은 발전설비 보조기기 사용전력량)(Aux.Power)을 보정(즉, 감산)한 값을 반영한다(S110).
이때 상기 소내소비전력량을 반영한 값이 현재 발전단 전력량이 된다.
또한 상기 산출된 발전기 공급능력 계산값에서 상기 공급능력조건(또는 운전제한조건) 중 2가지 조건(예 : 발전정지 또는 차단기 개방 시 발전전력량을 0 MW로 선택)을 반영한다(S111).
여기서 상기 2가지 공급능력조건(또는 운전제한조건)(예 : 발전정지 또는 차단기 개방 시 발전전력량을 0 MW로 선택)을 반영하여 현재 송전단 전력량을 산출하거나, 미래(예 : 32시간 후)의 송전단 전력량을 산출한다.
이때 상기 각 영향변수의 보정 값을 반영하기 위해서 각 영향변수에 대한 가능 출력을 환산할 수 있다. 예컨대 상기 공급능력을 산정하는 과정에서 상기 환산된 각 영향변수에 대한 가능 출력을 가감함으로써 각 영향변수의 보정 값이 반영된 공급능력을 산정할 수 있다.
상기와 같이 본 실시예는 국내의 모든 화력발전소의 발전기 공급능력을 보다 정확하게 산정할 수 있도록 함으로써, 예상치 못한 전력수용 급증에 따른 대응능력을 확보할 수 있으며, 전력공급의 신뢰성을 한 단계 높일 수 있도록 한다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 제1 파라미터 반영부
120 : 제2 파라미터 반영부
130 : 제3 파라미터 반영부
140 : 제한부
150 : 제4 파라미터 반영부

Claims (6)

  1. 최대보증정격(MAR)에 적어도 하나 이상의 운전변수 파라미터를 보정한 값을 반영하는 제1 파라미터 반영부;
    상기 운전변수 파라미터를 반영한 값에 복수기 진공도 파라미터를 보정한 값과 운전원에 의한 발전량 보정 값을 반영하는 제2 파라미터 반영부;
    상기 제1 파라미터 반영부에서 출력된 값, 적어도 하나 이상의 설비의 상태 값, 및 현재 운영중인 발전기의 출력 값을 비교하여 현재의 발전기 상태에 대응하는 어느 하나의 값을 반영하는 제3 파라미터 반영부;
    상기 제3 파라미터 반영부에서 산출된 값을 VWO(Valve Wide Open) 출력 값과 비교하여 상기 산출된 값을 VWO의 출력보다 작은 값으로 제한하는 제한부; 및
    상기 제한부에서 제한된 값에 소내전력(Aux.Power)을 제외한 값을 발전기 최대 공급능력(Max Capacity)으로 출력하는 제4 파라미터 반영부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 운전변수 파라미터는,
    MSP(Main Steam Pressure), MST(Main Steam Temperature), RST(Reheat Steam Temperature), RST(Reheat Steam Temperature) Spray Flow, 역률(Power Factor), 및 복수기 진공도(Condenser vacuum) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 운전변수 파라미터는,
    아래의 산출식에 의해 발전기 출력영향을 각기 산출할 수 있음을 특징으로 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치.
    (1) Main Steam Pressure(주증기 압력)(X) = 1/[1-4.92/12.3555/100*(X-247.11)]
    (2) Main Steam Temp(주증기 온도)(X) =
    1/IF(X>537.8, (1+0.5/27.7778/100*(X-537.8)), (1+0.7/27.7778/100*(X-537.8)))
    (3) R/H steam temp (X) = 1/{1-2.3/27.7778/100*(X-537.8)}
    (4) R/H Spray flow (X, Y) = 1-0.4/2/100*X/Y*100
    여기서, X : R/H Spray flow
    Y : R/H Spray flow
    (5) Power factor (X) = 1/{1+0.01*(X-0.9)}
    (6) Condenser vacuum (X) = (1+3.77/76.2-38.1)/100*(760-X-38.1))
  4. 제 1항에 있어서, 상기 설비의 상태 값은,
    발전설비의 운전을 제약하는 설비의 상태 값으로서, 발전소 트립(trip), 발전기 차단기 개방(GCS Open), 런백(Run Back), 런다운(Run Down), 및 부하제한기(LL Limiting) 동작 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치.
  5. 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 장치가 발전기의 공급능력을 산정하는 방법에 있어서,
    상기 산정 장치가 주증기압력의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 화력발전소의 정격발전량에 반영하는 단계;
    상기 산정 장치가 주증기온도의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계;
    상기 산정 장치가 재열증기온도의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계;
    상기 산정 장치가 재열증기온도 조정을 위한 분사유량의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계;
    상기 산정 장치가 발전기의 역률의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계;
    상기 산정 장치가 복수기 진공도의 실측치와 기준치의 편차를 보정한 값을 반영하는 단계;
    상기 산정 장치가 운전원에 의한 발전량 보정 값을 반영하는 단계;
    상기 산정 장치가 발전기의 현재 운전 상태에 따른 공급능력조건이나 운전제한조건을 반영하는 단계; 및
    상기 산정 장치가 상기 단계들을 통해 산출되는 공급능력 계산값에 소내소비전력량(Aux.Power)을 보정한 값을 반영하는 단계;를 포함하여 현재나 미래의 송전단 공급능력을 산출하되, 상기 산출된 공급능력이 발전기 최대출력을 초과하지 못하도록 반영하는 것을 특징으로 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 산정 장치가 상기 단계들을 통해 산출되는 공급능력 계산값에 소내소비전력량(Aux.Power)을 보정한 값을 반영하는 단계 이후,
    상기 공급능력조건이나 운전제한조건 중, 발전정지 조건 또는 차단기 개방 조건 시, 발전기 공급능력을 0 MW로 반영하는 것을 특징으로 하는 화력발전소의 발전기 공급능력 산정 방법.
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