KR20190076371A - System for operating Direct Current distribution grid, Method thereof, and Storage medium having the same - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a direct current (DC) distribution grid operating system capable of maintaining a power supply and demand balance. The DC distribution grid operating system comprises: a DC economic dispatch (ED) block (310) calculating an output schedule for power only having a demand value and a supply value of the power regardless of a network structure; a DC network analysis block (320) calculating an output adjusting value for power output to solve a voltage violation in consideration of the network structure and using the output schedule and the output adjusting value to calculate an output command value; and a power conversion device (330) performing economic power supply and demand balance maintenance of a DC system through constant voltage operation control in accordance with the output command value.

Description

직류 배전망 운영 시스템, 이의 방법, 그리고 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장매체{System for operating Direct Current distribution grid, Method thereof, and Storage medium having the same}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a direct current distribution system, a direct current distribution operating system, a method thereof, and a computer readable storage medium storing the method.

본 발명은 배전망 운영 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 DC 계통의 전압 문제를 해결하면서, 전력 수급균형을 유지할 수 있는 직류 배전망 운영 시스템 및 방법에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a distribution network operating technique, and more particularly, to a DC distribution network operating system and method capable of maintaining a balance of power supply and demand while solving a voltage problem of a DC system.

전력 계통의 운영 시스템에는 다양한 응용 프로그램이 탑재가 되어 계통의 경제적·안정적 운영을 위한 솔루션을 제공한다. 중앙 운영 시스템에서 수행되는 발전 제어 프로그램으로는 일반적으로 발전기 기동 정지 계획(UC: Unit Commitment), 경제 급전 계획(ED: Economic Dispatch), 자동 발전 제어(AGC: Automatic Generation Control)가 존재한다.The operating system of the power system is equipped with various application programs and provides a solution for economical and stable operation of the system. Generally, power generation control programs executed in the central operating system include generator commutation (UC), economic dispatch (ED), and automatic generation control (AGC).

UC는 일단위로 부하예측 결과를 바탕으로 발전기 기동·정지 비용을 고려하여, 발전기의 On/Off 여부를 결정한다. ED는 UC에서 On으로 결정된 발전기를 대상으로 부하예측 결과 및 발전 비용을 고려하여, 경제적 출력 분배량을 결정하게 된다. The UC determines the on / off status of the generator based on the load prediction result based on the start / stop cost of the generator. The ED determines the economic output distribution amount for the generator determined to be On in the UC, considering the load prediction result and the power generation cost.

ED는 일반적으로 수 분에서 수 시간 단위로 수행된다. AGC는 수 초단위로 수행이 되며, 계통의 주파수를 유지하기 위한 각 발전기의 출력조정을 실시간으로 계산한다. UC와 ED가 예측결과를 바탕으로 한 발전계획을 수립한다면, AGC는 계통 내 부하변동이나 발전기 탈락과 같은 출력 변동에 대하여 실시간 수급제어 역할을 수행한다. ED is generally performed in minutes to hours. AGC is performed in units of several seconds and calculates the output adjustment of each generator in real time to maintain the frequency of the system. If the UC and ED establish a power generation plan based on the predicted results, the AGC acts as a real-time supply-demand control for output fluctuations such as load variation in the grid or dropout of the generator.

다수의 발전기가 존재하는 대규모 AC계통의 경우 도 1과 같이 발전제어가 수행이 된다. UC, ED, AGC는 응용 프로그램으로 EMS(Energy Management System)에 탑재가 되어 정해준 주기에 따라 연산을 수행하여 각 발전기에게 출력 지령값을 전달한다. In the case of a large-scale AC system having a plurality of generators, power generation control is performed as shown in Fig. UC, ED, and AGC are application programs installed in the EMS (Energy Management System), and perform computation according to the determined cycle to transmit the output command value to each generator.

각 발전기들은 기본적으로 EMS의 출력 지령값을 기반으로 운전을 수행하게 된다. AGC가 중앙에서 계통의 주파수를 유지하는 역할을 하지만 수초 이하의 Short Term에 대한 주파수 제어는 중앙에서 수행하기가 어렵다. 이를 위해 대규모 AC(Alternating Current) 계통에서는 각 발전기가 계통 상황에 따라 발전기의 회전속도가 자동으로 제어되도록 하는 GF(Governor Free) 운전을 하게 된다. Each generator is basically operated based on the output command value of EMS. Although AGC plays the role of maintaining the frequency of the system in the center, it is difficult to perform the frequency control for the short term in the few seconds. For this purpose, in a large-scale alternating current (AC) system, each generator performs a GF (Governor Free) operation in which the rotation speed of the generator is automatically controlled according to the system conditions.

GF 운전은 주파수 변화분과 발전기 출력의 변화분과의 비를 백분율로 나타낸 속도 조정률(Droop)에 따라 출력제어를 수행한다. 계통 내 각 발전기들이 계통의 출력 변화량을 Droop 곡선에 따라 분담하여 mSec 단위로 주파수를 유지하게 된다.The GF operation performs output control according to the speed adjustment ratio (Droop), which is a ratio of the frequency change component to the generator output variation as a percentage. Each generator in the system shares the variation of the output of the system according to the Droop curve and maintains the frequency in mSec units.

이처럼 다수의 발전기가 존재하는 대규모 계통에서 GF운전을 하는 이유는 한 발전기가 계통 전체의 출력 변화량을 흡수하기에는 한계가 있기 때문이다. The reason why GF operation is performed in a large scale system in which a plurality of generators exist is because a generator can not absorb the power variation of the entire system.

하지만, 소규모 계통 혹은 마이크로 그리드에서는 하나의 분산전원이 정전압/정주파수(CVCF: Constant Voltage Constant Frequency) 운전을 통하여, 계통의 주파수 유지와 경제적 수급균형 유지가 가능하다. 하나의 분산전원이 실시간 전력 수급조절을 수행하므로, 다수의 발전기 출력을 조정하는 AGC는 사용되지 않는다.However, in a small scale grid or micro grid, a distributed power supply can maintain the system frequency and economic supply / demand balance through Constant Voltage Constant Frequency (CVCF) operation. Since one distributed power supply performs real-time power supply adjustment, AGC for adjusting multiple generator outputs is not used.

DC 계통은 주파수가 존재하지 않기 때문에 CVCF 운전 대신 기준 컨버터의 정전압 운전으로 계통의 수급조절을 도 2와 유사한 방식으로 수행할 수 있다. 하지만 DC 계통이 루프(Loop)나 메시(Mesh)와 같이 네트워크가 복잡해지고 다수의 분산전원 및/또는 부하가 산발적으로 계통에 연계가 되면, 하나의 컨버터로 전력 수급조절을 할 경우 국지적 전압위반 문제가 발생하게 된다. Since the DC system does not have a frequency, the supply and demand of the system can be controlled in a manner similar to FIG. 2 by the constant voltage operation of the reference converter instead of the CVCF operation. However, if the DC system becomes complicated due to network complexity such as loops or meshes, and multiple distributed power sources and / or loads are sporadically linked to the grid, if the power supply is adjusted with one converter, .

AC 계통에서는 전압이 무효전력과 상관관계를 가지므로, 저전압이 발생할 경우 조상설비를 통해 전압제어가 가능하다. 하지만, AC 계통과 달리 DC 계통에서 전압은 유효전력과 상관관계를 가지므로 유효 전력의 제어가 필요하다. 주파수를 기반으로 다수의 발전기 출력을 조정하는 AGC 역시 DC 계통에서는 적용이 불가능하다.In the AC system, the voltage is correlated with the reactive power, so that the voltage can be controlled through the ancillary equipment when a low voltage is generated. However, unlike the AC system, the voltage in the DC system has a correlation with the active power, so the control of the active power is necessary. AGC, which regulates multiple generator outputs based on frequency, is also not applicable to DC systems.

따라서, 직류 배전망 운영 시스템에는 DC 계통의 전압 문제를 해결하면서, 전력 수급균형을 유지할 수 있는 부가적 기술이 요구되고 있다. 최근 들어 디지털부하의 증가와 PV(photovoltaic), ESS(Energy Storage System)와 같은 직류 전원이 확대되고 있다. 이를 배전망에서 효율적으로 연계하기 위해 도서지역, 캠퍼스와 같은 지역에 DC 배전망 실증 사업이 진행되고 있다. Therefore, the DC distribution operating system is required to provide additional technology capable of maintaining the power supply balance while solving the DC voltage problem. In recent years, digital loads have increased and DC power sources such as PV (photovoltaic) and ESS (Energy Storage System) have been expanding. In order to efficiently link this to the distribution network, DC shipments demonstration projects are being conducted in areas such as the island and campus.

따라서, DC 배전도 전력전송의 단순한 선로 개념에서 계통망 형태로 복잡해지고 있으며, 여기에 다양한 분산전원, 신재생원 및 에너지 저장 장치가 연계되고 있다. 이 경우, 전력 시스템의 기본적인 전력수급 및/또는 안정성 확보를 위해 직류 배전용 중앙 운영 시스템이 요구되고 있다.Therefore, the DC distribution is becoming complicated in the form of a grid network from the concept of a simple line of power transmission, in which various distributed power sources, renewable sources and energy storage devices are linked. In this case, a central operating system for DC distribution is required in order to secure basic power supply and / or stability of the power system.

또한, DC 계통 운영을 위한 응용 프로그램은 아직까지 개발이 되고 있지 않지만, 직류배전용 운영 시스템에 필수적인 요소이다.In addition, application program for DC system operation has not been developed yet, but it is an essential element in DC distribution operating system.

1. 한국등록특허번호 제10-1780105호(등록일: 2017.09.13)1. Korean Registered Patent No. 10-1780105 (Registered Date: 2017.09.13) 2. 한국공개특허번호 제10-2016-0081067호2. Korean Patent Publication No. 10-2016-0081067

본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, DC(Direct Current) 계통의 전압 문제를 해결하면서, 전력 수급균형을 유지할 수 있는 직류 배전망 운영 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been proposed in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a DC distribution operating system and method capable of maintaining a balance of power supply and demand while solving a DC (Direct Current) have.

또한, 본 발명은 DC 경제 급전계획(DCED : DC Network Economic Dispatch), DC 토폴로지 처리(DCTP : DC Network Topology Process), DC상태추정(DCSE : DC Network State Estimation), DC 전압 제어(DCVC : DC Network Voltage Control)의 4가지 발전제어 방식을 이용한 직류 배전망 운영 시스템 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention can be applied to DC Network Economic Dispatch (DCED), DC Network Topology Process (DCTP), DC Network State Estimation (DCSE), DC Voltage Control (DCVC) Voltage control system, and a voltage control system.

본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, DC(Direct Current) 계통의 전압 문제를 해결하면서, 전력 수급균형을 유지할 수 있는 직류 배전망 운영 시스템을 제공한다.The present invention provides a DC distribution operating system capable of maintaining a balance of power supply and demand while solving a DC (Direct Current) system voltage problem in order to achieve the above-described problems.

상기 직류 배전망 운영 시스템은,The DC distribution operating system includes:

네트워크 구조와는 무관하게 전력의 수요값과 공급값만을 가지고 전원에 대한 출력 스케쥴을 계산하는 DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310);A DC (Direct Current) economic feed planning block 310 for calculating an output schedule for a power source only with a demand value and a supply value of the power irrespective of the network structure;

상기 네트워크 구조를 고려하여 전압위반을 해소하기 위한 상기 전원 출력에 대한 출력 조정값을 계산하고 상기 출력 스케쥴 및 상기 출력 조정값을 이용하여 출력 지령값을 산출하는 DC 네트워크 분석 블럭(320); 및A DC network analysis block 320 for calculating an output adjustment value for the power output for eliminating a voltage violation in consideration of the network structure and calculating an output command value using the output schedule and the output adjustment value; And

상기 출력 지령값에 따른 정전압 운전 제어를 통해 DC 계통의 경제적 전력 수급 균형 유지를 수행하는 전력 변환 장치(330);를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a power converter (330) for maintaining an economical power supply / demand balance of the DC system through constant voltage operation control according to the output command value.

이때, 네트워크 분석 블럭(320)은, 상기 네트워크 구조에 따른 버스 정보를 생성하는 DC 토폴로지 처리부(321); 상기 버스 정보를 이용하여 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 DC 상태 추정부(323); 및 상기 보정 전압을 이용하여 출력 조정값을 계산하는 DC 전압 제어부(325);를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, the network analysis block 320 includes a DC topology processor 321 for generating bus information according to the network structure; A DC state estimation unit (323) for calculating a correction voltage and an effective power value using the bus information; And a DC voltage control unit 325 for calculating an output adjustment value using the correction voltage.

또한, 상기 DC 토폴로지 처리부(321)는 DC 계통의 설비의 연결 관계 및 차단기의 개폐상태를 파악하여 노드(Node)를 그룹화하여 버스(Bus) 정보를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the DC topology processor 321 may be configured to identify the connection relationship of the DC system equipments and the open / close state of the circuit breakers, group the nodes, and generate bus information.

여기서, 상기 버스 정보는 상기 노드를 기준으로 미리 설정되는 데이터베이스의 설비 링크 관계를 추적하여, 같은 전위를 가지는 노드 별로 버스 넘버(Bus Number)가 부여되는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the bus information tracks a facility link relation of a database set in advance based on the node, and a bus number is assigned to each node having the same potential.

또한, 상기 DC 상태 추정부(323)는 상기 버스 정보를 통해 계통 해석의 입력 데이터로 사용하도록 측정된 전압, 유효전력 데이터를 입력으로 사용하여, DC 전력 조류 방정식에 부합하는 보정된 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, the DC state estimating unit 323 receives the measured voltage and active power data to be used as input data of the system analysis through the bus information as input, and outputs a corrected correction voltage corresponding to the DC power algebraic equation and a valid And calculating a power value.

또한, 상기 DC 전압 제어부(325)는 상기 보정 전압이 미리 설정되는 전압 위반 조건에 해당하면 전원 출력을 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the DC voltage controller 325 may adjust the power output when the correction voltage corresponds to a preset voltage violation condition.

또한, 상기 DC 전압 제어부(325)는, 특정 버스에서 미리 설정되는 전압 범위를 벗어나는 전압 위반이 발생하면, DC 계통의 자코비안(Jacobian) 행렬을 이용하여 산출된 민감도 행렬(Sensitivity Matrix)을 통해 민감도가 가장 큰 전원의 출력 변화량을 계산하고 상기 출력 변화량에 해당하는 출력 지령값을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when a voltage violation occurs that deviates from a preset voltage range on a specific bus, the DC voltage controller 325 controls the sensitivity of the DC bus using a sensitivity matrix calculated using a Jacobian matrix of the DC system And the output command value corresponding to the output change amount is calculated.

또한, 상기 출력 변화량은 전압 위반에 해당하는 버스에 해당하는 자코비안 행렬의 행 중 가장 큰 값으로 설정되는 전압 민감도 팩터로 해당 전원의 전압 변화량을 나눈 값인 것을 특징으로 할 수 있다.The output change amount is a voltage sensitivity factor that is set to the largest value among the rows of the Jacobian matrix corresponding to the bus corresponding to the voltage violation, and is a value obtained by dividing the voltage change amount of the power source.

또한, 상기 전원은 분산전원 또는 ESS(Energy Storage System)인 것을 특징으로 할 수 있다.The power source may be a distributed power source or an ESS (Energy Storage System).

또한, 상기 DC 경제 급전 계획 블럭(310)은 신재생 예측 및 부하 예측값(410,420)의 실측 데이터를 입력으로 받아 미리 설정되는 함수를 이용하여 보정 데이터를 산출하는 보정 데이터 산출부(430); 및 상기 보정 데이터를 이용하여 전원 출력을 일정 시간 동안 조절하는 출력 스케쥴(450)을 산출하는 엔진(440);을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The DC economy feed plan block 310 includes a correction data calculation unit 430 for receiving actual data of the new reproduction prediction and load prediction values 410 and 420 and calculating correction data using a predetermined function. And an engine 440 for calculating an output schedule 450 for adjusting the power output for a predetermined time using the correction data.

다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310)이 네트워크 구조와는 무관하게 전력의 수요값과 공급값만을 가지고 전원에 대한 출력 스케쥴을 계산하는 단계; (b) DC 네트워크 분석 블럭(320)이 상기 네트워크 구조를 고려하여 전압위반을 해소하기 위한 상기 전원 출력에 대한 출력 조정값을 계산하고 상기 출력 스케쥴 및 상기 출력 조정값을 이용하여 출력 지령값을 산출하는 단계; 및 (c) 전력 변환 장치(330)가 상기 출력 지령값에 따른 정전압 운전 제어를 통해 DC 계통의 경제적 전력 수급 균형 유지를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, (a) a DC (Direct Current) economic feed plan block 310 has only a demand value and a supply value of a power regardless of a network structure, Calculating; (b) The DC network analysis block 320 calculates an output adjustment value for the power supply output for eliminating the voltage violation in consideration of the network structure, and calculates an output command value using the output schedule and the output adjustment value ; And (c) the power conversion apparatus 330 maintains an economical power supply / demand balance of the DC system through the constant voltage operation control according to the output command value.

또한, 상기 (c) 단계는, (c-1) DC 토폴로지 처리부(321)가 상기 네트워크 구조에 따른 버스 정보를 생성하는 단계; (c-2) DC 상태 추정부(323)가 상기 버스 정보를 이용하여 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 단계; 및 (c-3) DC 전압 제어부(325)가 상기 보정 전압을 이용하여 출력 조정값을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The step (c) may further include the steps of: (c-1) generating a DC topology processing unit 321 with bus information according to the network structure; (c-2) calculating a correction voltage and an effective power value using the bus information by the DC state estimation unit 323; And (c-3) the DC voltage controller 325 calculates the output adjustment value using the correction voltage.

또한, 상기 (c-1) 단계는, 상기 DC 토폴로지 처리부(321)가 DC 계통의 설비의 연결 관계 및 차단기의 개폐상태를 파악하여 노드(Node)를 그룹화하여 버스(Bus) 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the step (c-1), the DC topology processor 321 grasps the connection relation of the DC system equipments and the open / close state of the circuit breaker, groups the nodes, and generates bus information And a plurality of pixels.

또한, 상기 (c-2) 단계는, 상기 DC 상태 추정부(323)가 상기 버스 정보를 통해 계통 해석의 입력 데이터로 사용하도록 측정된 전압, 유효전력 데이터를 입력으로 사용하여, DC 전력 조류 방정식에 부합하는 보정된 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Also, in the step (c-2), the DC state estimating unit 323 uses the measured voltage and active power data to be used as input data of the systematic analysis through the bus information as an input, And calculating a corrected correction voltage and an effective power value corresponding to the correction value.

또한, 상기 (c-3) 단계는, 상기 DC 전압 제어부(325)가 상기 보정 전압이 미리 설정되는 전압 위반 조건에 해당하면 전원 출력을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the step (c-3), the DC voltage controller 325 adjusts the power output when the correction voltage corresponds to a preset voltage violation condition.

또한, 상기 (c-3) 단계는, 상기 DC 전압 제어부(325)가, 특정 버스에서 미리 설정되는 전압 범위를 벗어나는 전압 위반이 발생하면, DC 계통의 자코비안(Jacobian) 행렬을 이용하여 산출된 민감도 행렬(Sensitivity Matrix)을 통해 민감도가 가장 큰 전원의 출력 변화량을 계산하고 상기 출력 변화량에 해당하는 출력 지령값을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the step (c-3), when the DC voltage controller 325 detects a voltage violation that deviates from a predetermined voltage range on a specific bus, the DC voltage controller 325 calculates a DC voltage based on a Jacobian matrix of the DC system Calculating an output change amount of a power source having the highest sensitivity through a sensitivity matrix, and calculating an output command value corresponding to the output change amount.

또한, 상기 (a) 단계는, 보정 데이터 산출부(430)가 신재생 예측 및 부하 예측값(410,420)의 실측 데이터를 입력으로 받아 미리 설정되는 함수를 이용하여 보정 데이터를 산출하는 단계; 및 엔진(440)이 상기 보정 데이터를 이용하여 전원 출력을 일정 시간 동안 조절하는 출력 스케쥴(450)을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In the step (a), the correction data calculating unit 430 receives actual data of the new reproduction prediction and the load predicted values 410 and 420 and calculates correction data using a predetermined function. And an output schedule 450 for the engine 440 to adjust the power output for a predetermined time using the correction data.

또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에서 기술되는 직류 배전망 운영 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공할 수 있다.On the other hand, another embodiment of the present invention can provide a computer-readable storage medium storing the program code for executing the direct current distribution operating method described above.

본 발명에 따르면, DC(Direct Current) 계통의 전압 문제를 해결하면서, 전력 수급균형을 유지할 수 있다.According to the present invention, the balance of power supply and demand can be maintained while solving the voltage problem of the DC (Direct Current) system.

또한, 본 발명의 다른 효과로서는 DC 계통의 경제성과 안전성을 확보할 수 있는 직류 배전망 운영 시스템에서 기술선점 및 국내외 사업 가능성이 높다고 할 수 있다는 점을 들 수 있다.Another advantage of the present invention is that the technology preemption and the possibility of domestic and overseas business are high in the direct current distribution operating system which can secure the economical and safety of the DC system.

도 1은 일반적인 대규모 AC(Alternating Current) 계통의 발전 제어 개념도이다.
도 2는 일반적인 소규모 마이크로 그리드 계통의 발전 제어 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 DC(Direct Current) 계통 발전 제어를 위한 개념도이다.
도 4는 도 3에 도시된 DC 경제 급전 계획 블럭(DC Network Economic Dispatch)의 세부 구성도이다.
도 5는 도 3에 도시된 DC 전압 제어 블럭(DC Network Voltage Control)의 전압 제어 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 직류 배전망 발전 제어 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 도 3에 도시된 직류 배전망 운영 시스템의 구성 블럭도이다.
FIG. 1 is a schematic diagram of a general large-scale alternating current (AC) generation control system.
Fig. 2 is a conceptual diagram of power generation control of a general small microgrid system.
3 is a conceptual diagram for DC (Direct Current) system power generation control according to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed configuration diagram of the DC Economic Dispatch Block (DC Network Economic Dispatch) shown in FIG.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a voltage control process of the DC voltage control block shown in FIG.
6 is a flowchart illustrating a DC power generation control process according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of the configuration of the DC distribution management system shown in FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Like reference numerals are used for similar elements in describing each drawing. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term "and / or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 직류 배전망 운영 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Should not. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a DC distribution control system and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 DC(Direct Current) 계통 발전 제어를 위한 개념도이다. 도 3을 참조하면, 직류 배전망 운영 시스템(300)은, DC 경제 급전 계획 블럭(DCED: DC Network Economic Dispatch)(310), DC 네트워크 분석 블럭(DCNA: DC Network Analysis)(320), 컨버터(330) 등을 포함하여 구성될 수 있다.3 is a conceptual diagram for DC (Direct Current) system power generation control according to an embodiment of the present invention. 3, the DC distribution operating system 300 includes a DC DC Economic Dispatch (DCED) 310, a DC Network Analysis (DCNA) 320, a converter 330, and the like.

DC 경제 급전 계획 블럭(310)은 발전기 기동 정지 계획(UC: Unit Commitment) 및 경제 급전 계획(ED: Economic Dispatch)의 기능을 통합한 기능을 수행한다.The DC economy feed plan block 310 performs functions that integrate the functions of the generator commissioning unit (UC) and the economic dispatch plan (ED).

DC 네트워크 분석 블럭(320)은 DC 계통 내 저전압이 발생 시 이를 해소하기 위한 솔루션을 계산하는 기능을 수행한다. 이를 위해, DC 네트워크 분석 불럭(DCNA: DC Network Analysis)(320)은 DC 토폴로지 처리부(DCTP : DC Network Topology Process)(321), DC 상태 추정부(DCSE : DC Network State Estimation)(323), DC 전압 제어부(DCVC : DC Network Voltage Control)(325) 등을 포함하여 구성된다.The DC network analysis block 320 calculates a solution to solve the low voltage in the DC system when it occurs. To this end, DC Network Analysis (DCNA) 320 includes DC Network Topology Process (DCTP) 321, DC Network State Estimation (DCSE) 323, DC A DC voltage control unit (DCVC) 325, and the like.

DC 경제 급전 계획 블럭(310)이 네트워크 구조와는 무관하게 전력의 수요값과 공급값만을 가지고 전원 출력(분산 전원, ESS 등)에 대한 출력 스케쥴을 계산하는 반면, DC 토폴로지 처리부(DCTP : DC Network Topology Process)(321), DC 상태 추정부(DCSE : DC Network State Estimation)(323), DC 전압 제어부(DCVC : DC Network Voltage Control)(325)는 네트워크 구조를 고려하여 전압위반을 해소하기 위한 전원 출력의 출력 조정값을 계산한다. 따라서, 이 DC 토폴로지 처리부(DCTP : DC Network Topology Process)(321), DC 상태 추정부(DCSE : DC Network State Estimation)(323), DC 전압 제어부(DCVC : DC Network Voltage Control)(325)을 DCNA(DC Network Analysis)라 명한다. DCNA는 DCTP>DCSE>DCVC의 시퀀스로 동작하며, 수행주기는 수초이다.The DC economy feed planning block 310 calculates the output schedule for the power output (distributed power, ESS, etc.) with only the demand value and the supply value of the power irrespective of the network structure, while the DC topology planning block A topology processor 321, a DC state estimator (DCSE) 323, and a DC voltage control unit (DCVC) Calculate the output adjustment value of the output. Accordingly, the DC topology processor (DCTP) 321, the DC state estimator (DCSE) 323, and the DC voltage controller (DCVC) (DC Network Analysis). DCNA operates with a sequence of DCTP> DCSE> DCVC, and the cycle is several seconds.

DC 토폴로지 처리부(321)는 DC 계통의 설비의 연결 관계 및 차단기의 개폐상태를 파악하여 노드(Node)를 그룹화하여 버스(Bus) 정보를 생성하는 기능을 수행한다. 차단기, 선로, 전력변환장치 등 모든 설비의 양단에는 Node가 존재한다. 이 Node를 기준으로 데이터베이스의 설비 링크 관계를 추적하여, 같은 전위를 가지는 Node 별로 버스 넘버(Bus Number)를 부여하게 된다. 기존 AC계통의 토폴로지 처리 알고리즘에서 DC 계통의 전력 변환 장치에 대한 처리가 추가된다.The DC topology processing unit 321 performs a function of generating bus information by grouping nodes by grasping the connection relationship of the DC system equipments and the open / close state of the circuit breakers. There are nodes at both ends of all facilities such as circuit breaker, line, and power conversion device. The facility link relation of the database is tracked based on this node, and a bus number is assigned to each node having the same potential. In the topology processing algorithm of the existing AC system, processing for the DC system power conversion apparatus is added.

일반적으로, 실측 데이터는 통신장비의 오류나 비동기화 문제 등 여러 가지 현장 상황으로 인하여 오류를 어느 정도 포함하고 있다. 따라서 이러한 취득 데이터를 정제 없이 그대로 계통해석의 입력 데이터로 사용하기에는 어려움이 있다. 따라서, DC 상태 추정부(323)는 이를 보정하여 유의미한 데이터를 생성하는 역할을 한다. In general, actual data includes some errors due to various field conditions, such as faulty or asynchronous communication equipment. Therefore, it is difficult to use such acquired data as input data of the system analysis without refining. Therefore, the DC state estimation unit 323 corrects the DC state to generate meaningful data.

이를 위해, DC 상태 추정부(323)는 DC 토폴로지 처리부(321)에서 구성된 DC계통 네트워크 모델과 버스 정보(즉, 모선 정보)를 사용한다. 측정된 전압, 유효전력 데이터를 입력으로 사용하여, DC 전력 조류 방정식에 부합하는 보정된 보정 전압과 유효전력 값을 계산한다. 즉, 코스트를 최소화하기 위해 목적 함수를 구성하며, 이는 다음 수학식과 같다.To this end, the DC state estimation unit 323 uses the DC system network model and bus information (i.e., bus information) configured in the DC topology processing unit 321. [ Using the measured voltage and active power data as inputs, calculate the corrected correction voltage and the active power value that meet the DC power algebraic equation. That is, an objective function is constructed to minimize the cost, which is expressed by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, w는 가중치 행렬, H는 DC 전력 조류 방정식 행렬을 나타낸다. w는 미리 설정된 정확도값보다 높으면 높게 적용되고, 정확도값보다 낮으면 낮게 적용된다.Where w is a weighting matrix and H is a DC power algebraic equation matrix. w is applied higher than a preset accuracy value, and applied lower than an accuracy value.

이후, 편미분 방정식을 구성하며, 이는 다음 수학식과 같다.Then, a partial differential equation is constructed, which is expressed by the following equation.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, x는 구하고자 하는 데이터가 된다. Here, x is the data to be obtained.

위 수학식에서 편미분이 0일때 최소값이 된다.In the above equation, it becomes the minimum value when the partial derivative is zero.

따라서, △x가 허용치(tolerance)보다 작아질 때까지 반복 수행한다. 이에 대하여는 다양한 문헌 및 논문 등에 기재되어 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.Therefore, it is repeated until? X becomes smaller than the tolerance. This is described in various documents and papers, and the description thereof will be omitted.

전체적인 수행 프로세스는 AC 계통 추정과 유사하나, 교류 전력 방정식이 아니 직류 전류 방정식을 사용한다. 직류 전류 방정식은 다음 수학식과 같다.The overall performance process is similar to the AC system estimation, but uses the DC current equation, not the AC power equation. The DC current equation is given by the following equation.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, P는 전력, V는 전압, I는 전류, Y는 어드미턴스, dc는 direct current를 나타낸다.Where P is power, V is voltage, I is current, Y is admittance, and dc is direct current.

도 3을 계속 참조하면, DC 토폴로지 처리부(DCTP : DC Network Topology Process)(321), DC 상태 추정부(DCSE : DC Network State Estimation)(323)는 모델링 및 오류처리를 위한 기능을 수행하며 최종 목표는 DC 전압 제어부(DCVC : DC Network Voltage Control)(325)에 의한 전압제어이다. 운영 중에 DC계통 내 전압위반이 발생할 경우, 제어 가능한 분산전원 혹은 ESS(Energy Storage System)의 출력조정이 필요한데 이 출력 조정값을 DC 전압 제어부(325)가 계산을 하게 된다. 이를 보여주는 도면이 도 5에 도시되며 후술하기로 한다.3, DC Topology Processor (DCTP) 321 and DC Network State Estimation (DCSE) 323 perform functions for modeling and error processing, Is a voltage control by a DC voltage control unit (DCVC: DCVC) When a voltage violation occurs in the DC system during operation, it is necessary to adjust the output of a controllable distributed power supply or an ESS (Energy Storage System). The DC voltage control unit 325 calculates the output adjustment value. A drawing showing this is shown in Fig. 5 and will be described later.

도 3을 계속 참조하면, 전력 변환 장치(330)는 분산전원 및/또는 ESS의 출력 조정값에 따른 정전압 운전 제어를 통해 DC 계통의 경제적 전력 수급 균형 유지를 수행한다. 전력 변환 장치(330)는 컨버터 등이 될 수 있다.3, the power converter 330 maintains the economical power supply balance of the DC system through the constant voltage operation control according to the output power adjustment value of the distributed power and / or ESS. The power converter 330 may be a converter or the like.

도 4는 도 3에 도시된 의 세부 구성도이다. DC 경제 급전 계획 블럭(310)은 발전기 기동 정지 계획(UC: Unit Commitment) 및 경제 급전 계획(ED: Economic Dispatch)의 기능을 통합한 것이다. FIG. 4 is a detailed configuration diagram of FIG. 3. FIG. The DC economy feed plan block 310 incorporates the functions of the generator commissioning unit (UC) and the economic dispatch plan (ED).

도 4를 참조하면, 신재생·부하의 예측값(410,420)을 바탕으로 분산전원의 최적 출력 스케줄을 계산한다. 이를 위해, 신재생·부하의 예측값(410,420)의 실측 데이터를 입력으로 받아 미리 설정되는 함수를 이용하여 보정 데이터를 산출하는 보정 데이터 산출부(430), 보정 데이터를 이용하여 출력 스케쥴(450)을 산출하는 엔진(440) 등을 포함한다.Referring to FIG. 4, the optimal output schedule of the distributed power source is calculated based on the predicted values 410, 420 of the renewal / load. To this end, a correction data calculating section 430 for receiving actual data of the predicted values 410, 420 of the new reproduction / load as inputs and calculating correction data by using a predetermined function, and an output schedule 450 using the correction data And the like.

미리 설정되는 함수는 목적함수 및 제약함수로 구성될 수 있다. 목적함수는 발전비용 최소화이며, 제약함수는 기존 AC(Alternating Current) 계통의 것과 유사하나 DC 계통의 전력 변환 장치 효율과 관련된 제약함수가 추가된다. 부연하면, 제약함수는 기동/정지 상태 제약, 최소 정지 시간 제약 등을 들 수 있다.The preset function may consist of an objective function and a constraint function. The objective function is to minimize the power generation cost. The constraint function is similar to that of the existing AC (Alternating Current) system, but adds a constraint function related to the power system efficiency of the DC system. More specifically, the constraint function may include a start / stop state constraint, a minimum stop time constraint, and the like.

출력 스케쥴(450)은 전원(Source A, B, …N)의 출력(80kW,-50kW 등)을 일정 시간동안 조절하는 정보이다. 예를 들면, Source A를 15분 동안 80kW로, Source B를 15분 동안 -50kW등으로 출력한다. The output schedule 450 is information for adjusting the output (80 kW, -50 kW, etc.) of the power sources (Source A, B, ... N) for a certain period of time. For example, Source A is output at 80 kW for 15 minutes and Source B at -50 kW for 15 minutes.

도 5는 도 3에 도시된 DC 전압 제어 블럭(DC Network Voltage Control)의 전압 제어 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 모선(즉 버스)k에서 저전압이 발생하면, DC 계통의 자코비안(Jacobian) 행렬을 이용하여, 민감도 행렬(Sensitivity Matrix)을 계산한다(단계 S510,S520,S530). 민감도 행렬은 [△V] = [J]-1[△P]이다. 여기서, J는 자코비안 행렬이고, △P는 출력 변화량을 나타낸다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a voltage control process of the DC voltage control block shown in FIG. Referring to FIG. 5, when a low voltage is generated on a bus line k, a sensitivity matrix is calculated using a DC Jacobian matrix (steps S510, S520, and S530). The sensitivity matrix is [ΔV] = [J] -1 [ΔP]. Here, J is a Jacobian matrix, and AP represents an output change amount.

이후, 모선k에 대하여 민감도가 가장 큰 전원을 선택하고, 이 선택된 전원의 출력 변화량을 계산한다(단계 S550). 출력 변화량은 다음 수학식과 같다.Thereafter, a power source having the highest sensitivity to the bus k is selected, and the output variation of the selected power source is calculated (step S550). The output change amount is expressed by the following equation.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, VSF는 전압 민감도 팩터를 나타내며, VSF(Voltage Sensitivity Factor)는 전압 위반 모선(즉 버스)에 해당하는 Jacobian 행렬의 행 중 가장 큰 값으로 설정한다.Here, VSF represents the voltage sensitivity factor, and VSF (Voltage Sensitivity Factor) is set to the largest value among the rows of the Jacobian matrix corresponding to the voltage violation bus (i.e., bus).

이후, 이 출력 변화량에 따라 해당 전원의 출력을 변동시켜 해당 모선k의 저전압을 해소한다(단계 S560,S570). 부연하면, 운영 중에 DC계통 내 전압위반이 발생할 경우, 제어 가능한 분산전원 혹은 ESS의 출력조정이 필요한데 DC 전압 제어부(325)가 이 조정 값을 계산을 하게 된다.Thereafter, the output of the corresponding power supply is changed according to the amount of change of the output, and the low voltage of the bus line k is removed (steps S560 and S570). In addition, in the event that a voltage violation occurs in the DC system during operation, the DC voltage controller 325 calculates the adjusted value because the output power of the controllable distributed power supply or ESS is required.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 직류 배전망 발전 제어 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 실행 관리자(60)가 배전망에 대해 제어를 실행하면, DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310) 및 DC 네트워크 분석 블럭(320)이 실행된다(단계 S610,S620,S650). 물론, DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310)에는 부하 예측값(420), 신재생 예측값(410)이 입력된다. 기본적은 분산전원의 출력 스케줄 및 ESS의 충방전 스케줄은 DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310)가 수분단위로 수행하면서 계산을 한다.6 is a flowchart illustrating a DC power generation control process according to an exemplary embodiment of the present invention. 6, when the execution manager 60 executes the control on the distribution view, the DC (Direct Current) economy feed planning block 310 and the DC network analysis block 320 are executed (steps S610, S620, S650). Of course, the load forecast value 420 and the renewal predicted value 410 are input to the DC (Direct Current) economic power supply planning block 310. Basically, the output schedule of the distributed power source and the charge / discharge schedule of the ESS are calculated while the direct current (DC) economic power supply planning block 310 performs water units.

이후, DC 네트워크 분석 블럭(320)의 DC 토폴로지 처리부(321) 및 DC 상태 추정부(323)에 의해 산출되는 보정 전압이 전압 위반에 해당하는 지를 확인한다(단계 S630). 확인 결과, 전압 위반(최소 전압과 최대 전압 범위를 벗어나는 경우)에 해당하면 DC 전압 제어부(325)에 의해 출력 조정값이 산출된다(단계 S640). 이와 달리, 전압 위반에 해당하지 않으면 단계 S610 내지 S630가 다시 수행된다.Thereafter, it is confirmed whether the correction voltage calculated by the DC topology processing unit 321 and the DC state estimation unit 323 of the DC network analysis block 320 corresponds to a voltage violation (step S630). If it is determined that the voltage is out of the range of the minimum voltage and the maximum voltage range, the DC voltage control unit 325 calculates the output adjustment value (step S640). Otherwise, steps S610 to S630 are performed again if the voltage violation is not satisfied.

한편, DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310)에 의해 출력 스케쥴이 산출되며, 출력 스케줄과 출력 조정값을 반영하여 출력 지령값을 산출한다(단계 S660). 이후 이 출력 지령값에 통해 전력 변환 장치(330)를 제어한다. 부연하면, DCTP> DCSE> DCVC는 수초 단위로 반복수행이 되며 DCSE의 버스 전압 결과가 전압범위를 벗어나게 되면, DC 전압 제어부(325)가 동작하여 실시간 분산전원 출력 조정값을 계산해준다. 실제 분산전원 및 ESS의 출력 지령값은 “DCED가 계산한 출력값”에 “DCVC가 계산한 조정값”을 합한 값이 된다.On the other hand, an output schedule is calculated by a DC (Direct Current) economic power supply planning block 310, and an output command value is calculated by reflecting an output schedule and an output adjustment value (step S660). Thereafter, the power conversion device 330 is controlled through the output command value. In other words, DCCP> DCSE> DCVC is repetitively performed every several seconds. When DCSE bus voltage result is out of voltage range, DC voltage controller 325 operates to calculate the real time distributed power output adjustment value. The output command value of the actual distributed power and ESS is the sum of the "output value calculated by DCED" and the "adjustment value calculated by DCVC".

도 7은 도 3에 도시된 직류 배전망 운영 시스템(700)의 구성 블럭도이다. 도 7을 참조하면, 직류 배전망 운영 서버(700)는 실제 계통(720)과 연결되어 현장값을 취득하여 현장 데이터베이스(711)에 저장하고, 이 현장 데이터베이스(711)와 전력 운용 프로그램(713)을 API(application programming interface) 인터페이스(712)가 연결한다. FIG. 7 is a block diagram of the configuration of the DC distribution operating system 700 shown in FIG. 7, the DC distribution operation server 700 is connected to the actual system 720 to acquire the field values and store them in the field database 711. The field database 711 and the power operation program 713, (Application programming interface) interface 712 is connected.

명세서에 기재된 "…부", "…블럭" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terms " part, "" block," and the like, which are described in the specification, refer to a unit for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.(DSP), a programmable logic device (PLD), a field programmable gate array (FPGA), a processor, a controller, a microprocessor, and the like, which are designed to perform the above- , Other electronic units, or a combination thereof. In software implementation, it may be implemented as a module that performs the above-described functions. The software may be stored in a memory unit and executed by a processor. The memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.

또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. Furthermore, the steps of a method or algorithm described in connection with the embodiments disclosed herein may be embodied in the form of a program form which may be performed via a variety of computing means, and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include a program (command) code, a data file, a data structure, and the like, alone or in combination.

상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다. The program (command) codes recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, Blu-ray and the like, and ROMs, RAM), flash memory, and the like, which are specifically configured to store and execute program (instruction) codes.

여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Here, examples of program (command) codes include machine language codes such as those produced by a compiler, as well as high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.

310: DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭
320: DC 네트워크 분석 블럭
321: DC 토폴로지 처리부 323: DC 상태 추정부
325: DC 전압 제어부
330: 전력 변환 장치
310: Direct Current (DC) Economy Feed Planning Block
320: DC network analysis block
321: DC topology processor 323: DC state estimator
325: DC voltage control unit
330: Power converter

Claims (20)

네트워크 구조와는 무관하게 전력의 수요값과 공급값만을 가지고 전원에 대한 출력 스케쥴을 계산하는 DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310);
상기 네트워크 구조를 고려하여 전압위반을 해소하기 위한 상기 전원 출력에 대한 출력 조정값을 계산하고 상기 출력 스케쥴 및 상기 출력 조정값을 이용하여 출력 지령값을 산출하는 DC 네트워크 분석 블럭(320); 및
상기 출력 지령값에 따른 정전압 운전 제어를 통해 DC 계통의 경제적 전력 수급 균형 유지를 수행하는 전력 변환 장치(330);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
A DC (Direct Current) economic feed planning block 310 for calculating an output schedule for a power source only with a demand value and a supply value of the power irrespective of the network structure;
A DC network analysis block 320 for calculating an output adjustment value for the power output for eliminating a voltage violation in consideration of the network structure and calculating an output command value using the output schedule and the output adjustment value; And
A power converter (330) for maintaining an economical power supply / demand balance of the DC system through constant voltage operation control according to the output command value;
Wherein the direct current distribution system comprises:
제 1 항에 있어서,
상기 DC 네트워크 분석 블럭(320)은,
상기 네트워크 구조에 따른 버스 정보를 생성하는 DC 토폴로지 처리부(321);
상기 버스 정보를 이용하여 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 DC 상태 추정부(323); 및
상기 보정 전압을 이용하여 출력 조정값을 계산하는 DC 전압 제어부(325);를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
The method according to claim 1,
The DC network analysis block 320,
A DC topology processor 321 for generating bus information according to the network structure;
A DC state estimation unit (323) for calculating a correction voltage and an effective power value using the bus information; And
And a DC voltage control unit (325) for calculating an output adjustment value using the correction voltage.
제 2 항에 있어서,
상기 DC 토폴로지 처리부(321)는 DC 계통의 설비의 연결 관계 및 차단기의 개폐상태를 파악하여 노드(Node)를 그룹화하여 버스(Bus) 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the DC topology processing unit (321) obtains bus information by grouping the nodes by grasping the connection relationship of the DC system equipments and the open / close state of the circuit breakers.
제 3 항에 있어서,
상기 버스 정보는 상기 노드를 기준으로 미리 설정되는 데이터베이스의 설비 링크 관계를 추적하여, 같은 전위를 가지는 노드 별로 버스 넘버(Bus Number)가 부여되는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
The method of claim 3,
Wherein the bus information tracks a facility link relationship of a database set in advance based on the node, and a bus number is assigned to each node having the same potential.
제 4 항에 있어서,
상기 DC 상태 추정부(323)는 상기 버스 정보를 통해 계통 해석의 입력 데이터로 사용하도록 측정된 전압, 유효전력 데이터를 입력으로 사용하여, DC 전력 조류 방정식에 부합하는 보정된 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
5. The method of claim 4,
The DC state estimating unit 323 receives the measured voltage and active power data to be used as input data of the systematic analysis through the bus information as inputs and outputs a corrected correction voltage and a reactive power value corresponding to the DC power algebraic equation Of the direct current distribution system.
제 5 항에 있어서,
상기 DC 전압 제어부(325)는 상기 보정 전압이 미리 설정되는 전압 위반 조건에 해당하면 전원 출력을 조정하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
6. The method of claim 5,
Wherein the DC voltage controller (325) adjusts the power output when the correction voltage corresponds to a preset voltage violation condition.
제 2 항에 있어서,
상기 DC 전압 제어부(325)는, 특정 버스에서 미리 설정되는 전압 범위를 벗어나는 전압 위반이 발생하면, DC 계통의 자코비안(Jacobian) 행렬을 이용하여 산출된 민감도 행렬(Sensitivity Matrix)을 통해 민감도가 가장 큰 전원의 출력 변화량을 계산하고 상기 출력 변화량에 해당하는 출력 지령값을 산출하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
3. The method of claim 2,
When a voltage violation occurs that deviates from a predetermined voltage range on a specific bus, the DC voltage controller 325 controls the DC voltage controller 325 such that sensitivity is maximized through a sensitivity matrix calculated using a Jacobian matrix of a DC system And calculates an output command value corresponding to the amount of change in the output of the direct power distribution system.
제 7 항에 있어서,
상기 출력 변화량은 전압 위반에 해당하는 버스에 해당하는 자코비안 행렬의 행 중 가장 큰 값으로 설정되는 전압 민감도 팩터로 해당 전원의 전압 변화량을 나눈 값인 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
8. The method of claim 7,
Wherein the output variation amount is a voltage sensitivity factor that is set to a largest value among rows of a Jacobian matrix corresponding to a bus corresponding to a voltage violation, and is a value obtained by dividing a voltage variation amount of the power source.
제 1 항에 있어서,
상기 전원은 분산전원 또는 ESS(Energy Storage System)인 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the power source is a distributed power source or an ESS (Energy Storage System).
제 1 항에 있어서,
상기 DC 경제 급전 계획 블럭(310)은 신재생 예측 및 부하 예측값(410,420)의 실측 데이터를 입력으로 받아 미리 설정되는 함수를 이용하여 보정 데이터를 산출하는 보정 데이터 산출부(430); 및 상기 보정 데이터를 이용하여 전원 출력을 일정 시간 동안 조절하는 출력 스케쥴(450)을 산출하는 엔진(440);을 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 시스템.
The method according to claim 1,
The DC economy feed plan block 310 includes a correction data calculation unit 430 for receiving actual data of the new reproduction prediction and load prediction values 410 and 420 and calculating correction data using a predetermined function. And an engine (440) for calculating an output schedule (450) for adjusting the power output for a predetermined time using the correction data.
(a) DC(Direct Current) 경제 급전 계획 블럭(310)이 네트워크 구조와는 무관하게 전력의 수요값과 공급값만을 가지고 전원에 대한 출력 스케쥴을 계산하는 단계;
(b) DC 네트워크 분석 블럭(320)이 상기 네트워크 구조를 고려하여 전압위반을 해소하기 위한 상기 전원 출력에 대한 출력 조정값을 계산하고 상기 출력 스케쥴 및 상기 출력 조정값을 이용하여 출력 지령값을 산출하는 단계 ; 및
(c) 전력 변환 장치(330)가 상기 출력 지령값에 따른 정전압 운전 제어를 통해 DC 계통의 경제적 전력 수급 균형 유지를 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
(a) calculating an output schedule for a power source using only a demand value and a supply value of a power regardless of a network structure;
(b) The DC network analysis block 320 calculates an output adjustment value for the power supply output for eliminating the voltage violation in consideration of the network structure, and calculates an output command value using the output schedule and the output adjustment value ; And
(c) the power converter (330) performing the constant voltage operation control according to the output command value to maintain the economical power supply balance of the DC system;
Wherein the direct current distribution operating method comprises the steps of:
제 11 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c-1) DC 토폴로지 처리부(321)가 상기 네트워크 구조에 따른 버스 정보를 생성하는 단계;
(c-2) DC 상태 추정부(323)가 상기 버스 정보를 이용하여 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 단계; 및
(c-3) DC 전압 제어부(325)가 상기 보정 전압을 이용하여 출력 조정값을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
12. The method of claim 11,
The step (c)
(c-1) the DC topology processing unit 321 generating bus information according to the network structure;
(c-2) calculating a correction voltage and an effective power value using the bus information by the DC state estimation unit 323; And
(c-3) calculating an output adjustment value using the correction voltage by the DC voltage controller (325).
제 12 항에 있어서,
상기 (c-1) 단계는,
상기 DC 토폴로지 처리부(321)가 DC 계통의 설비의 연결 관계 및 차단기의 개폐상태를 파악하여 노드(Node)를 그룹화하여 버스(Bus) 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
13. The method of claim 12,
The step (c-1)
And a DC topology processor (321) for acquiring the connection relationship of the DC system equipments and the opening and closing states of the circuit breakers and grouping the nodes to generate bus information. How to operate.
제 13 항에 있어서,
상기 버스 정보는 상기 노드를 기준으로 미리 설정되는 데이터베이스의 설비 링크 관계를 추적하여, 같은 전위를 가지는 노드 별로 버스 넘버(Bus Number)가 부여되는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the bus information tracks a facility link relationship of a database set in advance based on the node, and a bus number is assigned to each node having the same potential.
제 14 항에 있어서,
상기 (c-2) 단계는, 상기 DC 상태 추정부(323)가 상기 버스 정보를 통해 계통 해석의 입력 데이터로 사용하도록 측정된 전압, 유효전력 데이터를 입력으로 사용하여, DC 전력 조류 방정식에 부합하는 보정된 보정 전압 및 유효전력 값을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
15. The method of claim 14,
In the step (c-2), the DC state estimating unit 323 uses the measured voltage and active power data to be used as the input data of the systematic analysis through the bus information as an input, And calculating a corrected correction voltage and an effective power value for the direct current power supply.
제 15 항에 있어서,
상기 (c-3) 단계는, 상기 DC 전압 제어부(325)가 상기 보정 전압이 미리 설정되는 전압 위반 조건에 해당하면 전원 출력을 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
16. The method of claim 15,
And adjusting the power output when the DC voltage controller (325) meets a voltage violation condition in which the correction voltage is set in advance, in the step (c-3).
제 12 항에 있어서,
상기 (c-3) 단계는, 상기 DC 전압 제어부(325)가 특정 버스에서 미리 설정되는 전압 범위를 벗어나는 전압 위반이 발생하면, DC 계통의 자코비안(Jacobian) 행렬을 이용하여 산출된 민감도 행렬(Sensitivity Matrix)을 통해 민감도가 가장 큰 전원의 출력 변화량을 계산하고 상기 출력 변화량에 해당하는 출력 지령값을 산출하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
13. The method of claim 12,
In the step (c-3), when a voltage violation occurs in which the DC voltage controller 325 is out of a predetermined voltage range on a specific bus, the sensitivity matrix calculated using the Jacobian matrix of the DC system Wherein the output command value corresponding to the output change amount is calculated by calculating an output change amount of the power source having the highest sensitivity through the sensitivity matrix.
제 17 항에 있어서,
상기 출력 변화량은 전압 위반에 해당하는 버스에 해당하는 자코비안 행렬의 행 중 가장 큰 값으로 설정되는 전압 민감도 팩터로 해당 전원의 전압 변화량을 나눈 값인 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
18. The method of claim 17,
Wherein the output change amount is a voltage sensitivity factor that is set to a largest value among rows of a Jacobian matrix corresponding to a bus corresponding to a voltage violation, and is a value obtained by dividing a voltage change amount of the power source.
제 11 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
보정 데이터 산출부(430)가 신재생 예측 및 부하 예측값(410,420)의 실측 데이터를 입력으로 받아 미리 설정되는 함수를 이용하여 보정 데이터를 산출하는 단계; 및
엔진(440)이 상기 보정 데이터를 이용하여 전원 출력을 일정 시간 동안 조절하는 출력 스케쥴(450)을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 배전망 운영 방법.
12. The method of claim 11,
The step (a)
Calculating correction data by using a function that is preset and receiving actual data of the new and reproduction prediction and load predicted values (410, 420) as a correction data calculation unit (430); And
And calculating an output schedule (450) for the engine (440) to adjust the power output for a predetermined time using the correction data.
제 11 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 직류 배전망 운영 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.A computer readable storage medium storing a program code for executing a method of operating a DC distribution according to any one of claims 11 to 19.
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