KR20200132032A - Apparatus for detecting nonlinear oscillation in power network and method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention discloses a nonlinear vibration detection device in a power network and a method thereof. The nonlinear vibration detection device in a power network of the present invention comprises: a power measuring unit measuring a power value in a bus of the power network; a control unit receiving measurement information measured from the power measuring unit to calculate the rate of change for the measurement information, using the measurement information and the rate of change to form a coordinate plane, and then calculating a distance between a stationary state in the coordinate plane and a measurement point based on the slope on the coordinate plane to determine the risk of differential resonance based on the distance; and a display unit outputting the calculation result and the determination result of the control unit.

Description

전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법{APPARATUS FOR DETECTING NONLINEAR OSCILLATION IN POWER NETWORK AND METHOD THEREOF}Nonlinear vibration detection device in power grid and its method {APPARATUS FOR DETECTING NONLINEAR OSCILLATION IN POWER NETWORK AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출함으로써, 차동기 공진의 위험을 판단하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for detecting nonlinear vibrations in a power grid, and more particularly, to a maximum for a distance value on a two-dimensional coordinate plane based on time series information and rate of change of voltage and current of effective values acquired in the power grid. The present invention relates to an apparatus for detecting nonlinear vibrations in a power grid and a method for determining the risk of differential resonance by calculating a Lyapunov index.

일반적으로, 산업 현장의 전력사용량 증가로 인한 설비증설과 수용가에서 사용하는 정보기기의 증가로 인하여 전력수요가 증가함에 따라 한전에서 특고압 전력을 수전받아 수용가에서 필요한 고압 및 저압 전력으로 변환, 사용하기 위하여 기반 전기설비인 수배전반의 설치가 증가하고, 사용전압의 크기, 용도, 장소에 따라 고압배전반, 저압배전반, 전동기제어반, 분전반으로 다양하게 구분되어 설치, 운전되고 있다. In general, KEPCO receives extra-high voltage power from KEPCO and converts and uses it into high-voltage and low-voltage power required by customers as the demand for power increases due to the increase in power consumption caused by the increase in power consumption in industrial sites and the increase in information equipment used by customers. For this purpose, the installation of switchgear, which is a basic electrical facility, is increasing, and according to the size, purpose, and location of the voltage used, it is divided into a high-voltage switchboard, a low-voltage switchboard, an electric motor control panel, and a distribution panel.

하지만, 종래에는 특고압, 고압, 저압과 같은 전압크기와 관계없이 전력설비의 설치증가, 대용량화에 따라 기기 소손, 단락, 지락 등과 같은 여러 형태의 설비사고가 발생하고 있는 것이 현실이며, 수배전반과 같이 폐쇄형 구조 내부에서는 과부하, 전력기기들의 온도상승에 따른 열적 열화, 전계 집중에 의한 전기적 열화, 기계적 스트레스에 의한 기계적 열화, 시간의 경과 또는 장소에 따른 환경적 열화로 인한 절연불량, 과부하, 진동/충격 등으로 인한 설비사고가 발생되어 정전 및 화재사고로 파급된다. However, in the past, it is a reality that various types of equipment accidents such as equipment burnout, short circuit, ground fault, etc. have occurred due to the increase in installation and capacity increase of power equipment regardless of the voltage level such as extra high voltage, high voltage, and low voltage. Inside the closed structure, overload, thermal deterioration due to temperature rise of power devices, electrical deterioration due to electric field concentration, mechanical deterioration due to mechanical stress, insulation defect due to passage of time or environmental deterioration depending on location, overload, vibration/ Equipment accidents occur due to shocks, etc., and spread to power outages and fire accidents.

한편, 기존 전력망은 발전기, 송전선로, 변전소, 배전선로 및 수용가 등으로 구성되며, 최근의 우리나라 전력망은 에너지 고갈 및 환경오염을 대비하기 위하여 태양광이나 풍력에너지 등의 친환경 에너지를 이용하는 대규모 인버터 기반 발전설비의 도입이 계획된 상태이다. Meanwhile, the existing power grid consists of generators, transmission lines, substations, distribution lines, and customers, and the recent Korean power grid uses eco-friendly energy such as solar or wind energy to prepare for energy depletion and environmental pollution. The introduction of facilities is planned.

이와 같은 친환경 에너지는 변동성과 불확실성이 높기 때문에 전력망에서 다양한 고장이 발생한다면, 전력망 각각의 변전소 또는 발전소 등에서 측정되는 물리적인 량(값)은 진동을 포함하는 형태로 나타날 수 있으며, 이는 전력망 전반에 걸쳐 심각한 영향을 줄 수 있다. Since such eco-friendly energy has high volatility and uncertainty, if various failures occur in the power grid, the physical quantity (value) measured in each substation or power plant of the power grid may appear in the form of including vibrations, which can be found throughout the power grid. It can have a serious impact.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1865086호(2018.05.31. 공고, 사고데이터 분석과 내부 이상상태 감시 및 진단 기능을 구비한 고장감시진단장치 내장형 수배전반)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Korean Registered Patent Publication No. 1865086 (announced on May 31, 2018, a fault monitoring and diagnostic device built-in switchgear having an accident data analysis and an internal abnormal condition monitoring and diagnosis function).

이와 같이 전력망에서 이벤트가 발생하여 나타날 수 있는 비선형 진동현상은 지속적으로 유지되거나 점차적으로 증가하는 특징이 있으며, 이러한 진동현상은 0.1Hz ~ 2.0Hz 낮은 주파수의 진동에서부터 15Hz ~ 50Hz 차동기 진동으로 관찰될 수 있다. As such, the nonlinear vibration phenomenon that may occur due to the occurrence of an event in the power grid is characterized by being continuously maintained or gradually increasing, and such a vibration phenomenon can be observed from a low frequency vibration of 0.1 Hz to 2.0 Hz to a differential vibration of 15 Hz to 50 Hz. I can.

여기서, 진동현상은 그 파급 속도가 전력망에서 매우 빠르기 때문에 전력망의 운전원이 이를 확인하고 적정한 조치를 취하기까지 요구된 시간을 확보하는 것은 어렵다. Here, the vibration phenomenon is difficult to secure the required time for the operator of the power grid to check it and take appropriate measures because the propagation speed of the vibration phenomenon is very fast in the power grid.

특히, 기존의 차동기 공진현상 검출방법은 검출하고자 하는 차동기 공진 주파수 영역에 대해 대역 통과 필터를 이용하고 있으나, 이러한 방법은 필터를 운용할 수 있을 정도로 많은 데이터의 누적 량이 필요하기 때문에, 차동기 공진에 의한 진동현상을 검출하기까지 많은 시간이 소요되는 문제점을 있었다. In particular, the conventional differential resonance detection method uses a band-pass filter for the differential resonance frequency domain to be detected, but this method requires a large amount of data to be accumulated so that the filter can be operated. There is a problem in that it takes a lot of time to detect the vibration phenomenon caused by resonance.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법을 제공하는 것이다. The present invention was conceived to improve the above problems, and an object of the present invention according to one aspect is a distance value on a two-dimensional coordinate plane based on time series information and rate of change of the effective voltage and current obtained in the power grid. Nonlinear vibration in the power grid that determines the risk of differential resonance in real time by calculating the maximum Lyapunov index for and using this to detect in real time a nonlinear vibration phenomenon caused by interference between components in the power grid. It is to provide a detection device and a method thereof.

본 발명의 일 측면에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치는, 전력망의 모선에서 전력값을 측정하는 전력 측정부; 전력 측정부로부터 측정된 측정정보를 입력받아 측정정보에 대한 변화율을 계산하고, 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성한 후 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하며, 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 제어부; 및 제어부의 산출결과 및 판단결과를 출력하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. An apparatus for detecting nonlinear vibrations in a power grid according to an aspect of the present invention includes: a power measuring unit for measuring a power value in a bus of the power grid; After receiving the measured information measured from the power measuring unit, calculating the rate of change for the measured information, forming a coordinate plane using the measured information and the rate of change, and then forming a coordinate plane between the normal state in the coordinate plane and the measurement point A control unit that calculates a distance and determines a risk of differential resonance based on the distance; And a display unit that outputs the calculation result and the determination result of the control unit.

본 발명에서 전력 측정부는, 모선에서 전압을 측정하는 전압 측정부; 모선에서 전류를 측정하는 전류 측정부; 및 모선에서 위상각을 측정하는 위상각 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the power measurement unit includes: a voltage measurement unit that measures a voltage in a bus; A current measuring unit measuring a current in the bus; And a phase angle measurement unit that measures a phase angle in the bus.

본 발명에서 제어부는, 전력 측정부로부터 입력된 측정정보에 대해 시계열적으로 변화율을 계산하는 변화율 연산부; 측정정보와 변화율 연산부에서 계산한 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및 거리 계산부에서 계산된 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산하여 차동기 공진의 위험성을 판단하는 위험성 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the control unit includes: a rate of change calculator configured to calculate a rate of change in time series for measurement information input from the power measurement unit; A distance calculator configured to form a two-dimensional coordinate plane based on the measurement information and the rate of change calculated by the rate of change calculator, and then calculate the distance between the stationary state and the measurement point based on the slope on one side of the coordinate; And a risk determination unit for determining the risk of differential resonance by calculating a maximum Liafnov index based on the distance calculated by the distance calculation unit.

본 발명에서 변화율 연산부는, 지연기를 통해 측정정보에 대한 변화율을 실시간으로 계산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the rate of change calculation unit is characterized in that it calculates the rate of change of the measurement information in real time through a delay device.

본 발명에서 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the two-dimensional coordinate plane is characterized in that it is a Poincare plane.

본 발명에서 거리 계산부는, 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the distance calculator calculates a distance between a normal state and a measurement point by selecting a value in which a slope on the coordinate plane is within a set range.

본 발명에서 위험성 판단부는, 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the risk determination unit is characterized in that when the maximum Liafnov index is positive, it determines the risk of differential resonance.

본 발명의 일 측면에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법은, 제어부가 전력측정부로부터 전력망의 모선에서 측정된 측정정보를 입력받는 단계; 제어부가 입력된 측정정보에 대한 변화율을 계산하는 단계; 제어부가 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성하고, 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 단계; 및 제어부가 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A method for detecting nonlinear vibration in a power grid according to an aspect of the present invention includes the steps of: receiving, by a control unit, measurement information measured at a bus of the power grid from a power measuring unit; Calculating, by the controller, a rate of change of the input measurement information; Forming a coordinate plane by using the measurement information and a rate of change, and calculating a distance between a steady state in the coordinate plane and a measurement point based on a slope on the coordinate plane; And determining, by the controller, the risk of differential resonance resonance based on the distance.

본 발명에서 측정정보를 입력받는 단계는, 제어부가 모선에서 측정한 전압, 전류 및 위상각을 입력받는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of receiving the measurement information is characterized in that the control unit receives the voltage, current and phase angle measured by the bus.

본 발명에서 변화율을 계산하는 단계는, 제어부가 지연기를 통해 실시간으로 측정정보에 대한 변화율을 계산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of calculating the rate of change is characterized in that the control unit calculates the rate of change of the measurement information in real time through a delay device.

본 발명에서 거리를 계산하는 단계는, 제어부가 측정정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of calculating the distance is characterized in that the control unit forms a two-dimensional coordinate plane based on the measurement information and the rate of change, and then calculates the distance between the stationary state and the measurement point based on the slope on one side of the coordinate.

본 발명에서 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면인 것을 특징으로 한다. In the present invention, the two-dimensional coordinate plane is characterized in that it is a Poincare plane.

본 발명에서 거리를 계산하는 단계는, 제어부가 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of calculating the distance is characterized in that the control unit calculates the distance between the normal state and the measurement point by selecting a value in which the slope on the coordinate plane is within a set range.

본 발명에서 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계는, 제어부가 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산한 후 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the step of determining the risk of differential resonance is characterized in that the control unit calculates the maximum Liafnov index based on the distance, and then determines the risk of differential resonance when the maximum Liafnov index is positive.

본 발명의 일 측면에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법은 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단할 수 있어 전력망의 안정화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. The apparatus and method for detecting nonlinear vibration in a power grid according to an aspect of the present invention are based on time series information and rate of change of voltage and current of effective values acquired in the power grid, based on the maximum Liapunov for a distance value on a two-dimensional coordinate plane. By calculating the (Lyapunov) index and using it to detect nonlinear vibration phenomena caused by interference between components in the power grid in real time, it is possible to determine the danger of differential resonance in real time, thereby improving the stability and reliability of the power grid. have.

또한, 본 발명에 따르면, 스마트 그리드 환경에서 서로 다른 인버터 기반의 전력설비들 간의 상호 간섭에 의한 진동현상을 보다 신속하게 검출하여 위험성을 확인하도록 할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to more quickly detect a vibration phenomenon caused by mutual interference between different inverter-based power facilities in a smart grid environment to check the risk.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 사용되는 푸앵카레 평면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 평면 거리의 계산과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a block diagram showing a nonlinear vibration detection apparatus in a power grid according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a plane of Poincaré used in a nonlinear vibration detection apparatus in a power grid according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the calculation process of the plane distance in the nonlinear vibration detection apparatus in the power grid according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of detecting nonlinear vibration in a power grid according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치 및 그 방법을 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.Hereinafter, an apparatus and method for detecting nonlinear vibration in a power grid according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 사용되는 푸앵카레 평면을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에서 평면 거리의 계산과정을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a block diagram showing a non-linear vibration detection device in a power grid according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a Poincare plane used in the nonlinear vibration detection device in the power grid according to an embodiment of the present invention 3 is a view for explaining the calculation process of the plane distance in the nonlinear vibration detection apparatus in the power grid according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출장치는, 전력 측정부(10), 제어부(20) 및 표시부(30)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, a nonlinear vibration detection apparatus in a power grid according to an embodiment of the present invention may include a power measurement unit 10, a control unit 20, and a display unit 30.

전력 측정부(10)는 전력망의 모선에서 전력값을 측정하여 측정정보를 제어부(20)에 제공할 수 있다. The power measurement unit 10 may measure a power value at a bus of the power grid and provide measurement information to the control unit 20.

여기서, 전력 측정부(10)는, 모선에서 전압을 측정하는 전압 측정부(12), 모선에서 전류를 측정하는 전류 측정부(14) 및 모선에서 위상각을 측정하는 위상각 측정부(16)를 포함하여, 발전소나 변전소의 모선에서 실효치 전압, 전류 및 위상각을 측정한 측정정보를 제어부(20)에 제공할 수 있다. Here, the power measurement unit 10 includes a voltage measurement unit 12 for measuring a voltage at the bus, a current measurement unit 14 for measuring a current at the bus, and a phase angle measurement unit 16 for measuring a phase angle at the bus Including, it is possible to provide the control unit 20 with measurement information obtained by measuring the effective voltage, current, and phase angle in the bus bar of the power plant or substation.

제어부(20)는 전력 측정부(10)로부터 측정된 측정정보를 입력받아 측정정보에 대한 변화율을 계산하고, 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성한 후 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하며, 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단할 수 있다. The controller 20 receives measurement information measured from the power measurement unit 10, calculates a rate of change of the measurement information, forms a coordinate plane using the measurement information and the rate of change, and then forms a coordinate plane based on the slope on the coordinate plane. The distance between the stationary state and the measurement point at is calculated, and the risk of differential resonance can be determined based on the distance.

여기서, 제어부(20)는 변화율 연산부(22), 거리 계산부(24) 및 위험성 판단부(26)를 포함할 수 있다. Here, the control unit 20 may include a rate of change calculation unit 22, a distance calculation unit 24, and a risk determination unit 26.

변화율 연산부(22)는 전력 측정부(10)로부터 입력된 측정정보에 대해 시계열적으로 변화율을 계산할 수 있다. The rate of change calculator 22 may calculate the rate of change in time series with respect to the measurement information input from the power measurement unit 10.

여기서 변화율 연산부(22)는 지연기를 통해 측정정보에 대한 변화율을 실시간으로 계산할 수 있다. Here, the rate of change calculation unit 22 may calculate a rate of change of the measurement information in real time through a delay device.

거리 계산부(24)는 측정정보와 변화율 연산부(22)에서 계산한 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산할 수 있다. The distance calculation unit 24 may calculate a distance between the normal state and the measurement point based on the inclination on one side of the coordinates after forming a two-dimensional coordinate plane based on the measurement information and the rate of change calculated by the rate of change calculation unit 22.

여기서, 2차원 좌표 평면은 푸앵카레 평면으로, 거리 계산부(24)는 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산할 수 있다. Here, the two-dimensional coordinate plane is a Poincare plane, and the distance calculator 24 may calculate a distance between the normal state and the measurement point by selecting a value in which the slope on the coordinate plane is within a set range.

전력망에서 3상의 발전기 구조로부터 생산된 전력은 3상의 송전망에 전달되며, 이때 각 상의 순시값은 60Hz의 기본 주파수로 일정한 파형을 갖는다. The power produced from the three-phase generator structure in the power grid is transferred to the three-phase transmission network, and the instantaneous value of each phase has a constant waveform with a fundamental frequency of 60 Hz.

여기서, 전기/기계적으로 구성된 전체 전력망은 수학식 1과 같이 비선형 시스템으로 나타낼 수 있다.Here, the entire electric/mechanically configured power grid can be represented as a nonlinear system as shown in Equation 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 1의 해가 일정한 주기로 진동하는 경우, 수학식 1의 해는 차수에 따라 도 2에서 궤적의 형태로 표현되며, 이 궤적에 대해서 항상 수직의 동일한 방향으로 교차하는 평면을 고려하는 경우에 해당 평면을 푸앵카레(Poincare) 평면(Ω)이라고 한다. When the solution of Equation 1 vibrates at a certain period, the solution of Equation 1 is expressed in the form of a trajectory in FIG. 2 according to the order, and corresponds to the case where a plane that always intersects in the same direction perpendicular to the trajectory is considered. The plane is called the Poincare plane (Ω).

예를 들어, 동적시스템의 차수가 N 차원이라고 할 때, 결정된 푸앵카레 평면의 차수는 N-1 차원이다. For example, when the order of the dynamic system is N-dimensional, the order of the determined Poincaré plane is N-1.

푸앵카레 평면상에서 해가 안정하게 진동한다면, 평면상에 고정된 지점 q의 인근에서 일정한 진동주기에 걸쳐서 나타나며 수학식 3과 같이 표현할 수 있다. 또한, 첫 번째 교차점 q와 그 다음 P(q)의 관계는 수학식 4와 같이 표현할 수 있다. If the solution vibrates stably on the Poincaré plane, it appears over a constant vibration period in the vicinity of the fixed point q on the plane, and can be expressed as Equation 3. Also, the relationship between the first intersection point q and the next P(q) can be expressed as in Equation 4.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 4에서

Figure pat00005
은 주기적인 해의 초기치의 변화에 대한 시스템 응답을 나타내는 수식으로써, 이 행렬의 고유치를 플로케 지수(Floquet Multiplier, μ)라고 하고 고유벡터는 q1으로 표시할 수 있다. 임계 플로케 지수(μ1)가 양의 값을 갖게 되면 주기적인 해는 불안정하게 된다. In Equation 4
Figure pat00005
Is a formula representing the system response to changes in the initial value of a periodic solution. The eigenvalue of this matrix is called Floquet Multiplier (μ), and the eigenvector can be expressed as q 1 . When the critical Floquet index (μ 1 ) becomes positive, the periodic solution becomes unstable.

이를 본 발명이 적용되는 시계열 정보에 적용시키기 위해서는 선형화를 통하여 수학식 5로 표현하고, 임계 플로케 지수의 근방에서 시스템의 안정도를 나타내기 위하여 수학식 6으로 표현한다.In order to apply this to time series information to which the present invention is applied, it is expressed as Equation 5 through linearization, and Equation 6 to indicate the stability of the system in the vicinity of the critical Floquet index.

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, 정상상태 시 임계 플로케 지수 μ1는 거의 1.0에 근사한 값을 갖기 때문에, 수학식 6을 근사화하여 수학식 7과 같이 표현할 수 있으며, 이를 시계열 정보의 특성에 적합하도록 수학식 8 내지 11로 나타낼 수 있다.Here, since the critical Floquet index μ 1 in the steady state has a value that approximates to 1.0, it can be expressed as Equation 7 by approximating Equation 6, and this can be expressed as Equations 8 to 11 to suit the characteristics of time series information. Can be indicated.

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
Figure pat00012

푸앵카레 평면 구축을 위해서 수학식 9와 같이 주기적인 해의 미분값을 영(zero)으로 하면 수학식 10과 같이 표현할 수 있고, 시간 τ초에서 푸앵카레 평면의 해는 수학식 11과 같이 자연수 n에 따라 변화가 없는 상수의 형태가 된다. 일반적으로 기본 주파수에 전력망의 운전조건이나 구성조건 변화 등으로 인하여 다른 주파수 모드가 동시에 참여할 수 있으나, 이러한 현상에 관한 수학적 표현은 수학식 12 내지 15와 같이 나타낼 수 있다.In order to construct the Poincare plane, if the derivative of the periodic solution is zero as in Equation 9, it can be expressed as Equation 10, and the solution of the Poincare plane at time τ seconds is according to the natural number n as in Equation 11 It becomes a constant form with no change. In general, different frequency modes may simultaneously participate in the fundamental frequency due to changes in operating conditions or configuration conditions of the power grid, but a mathematical expression for this phenomenon can be expressed as Equations 12 to 15.

Figure pat00013
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Figure pat00014
Figure pat00014

Figure pat00015
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Figure pat00016
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전력망에서 의도하지 않은 진동현상은 수학식 1에서 주기적인 기본 주파수로 진동하는 해와 수학식 12와 같은 이종 주파수가 혼합된 형태로 나타낼 수 있다. The unintended vibration phenomenon in the power grid may be expressed in a form in which a solution vibrating at a periodic fundamental frequency in Equation 1 and a heterogeneous frequency such as Equation 12 are mixed.

간략화된 푸앵카레 평면상의 점 또는 순시 파형의 최대값은 수학식 15와 같이 나타낼 수 있으며, 수학식 15는 우변에서 좌항의 상수형태(고정분)와 우항의 주파수 비율

Figure pat00017
에 따라 진동하는 변동분으로 분류될 수 있다. The maximum value of the point or instantaneous waveform on the simplified Poincaré plane can be expressed as Equation 15, and Equation 15 is a constant form (fixed component) of the left term on the right side and the frequency ratio of the right term
Figure pat00017
It can be classified as a vibrating fluctuation according to.

따라서 거리 계산부(24)는 위와 같은 비선형 동역학 이론과 신호해석 이론을 바탕으로 전력 측정부(10)에서 입력된 실효값인 전압(V), 전류(I) 및 위상각(δ)의 측정정보와 변화율 연산부(22)로부터 측정정보에 대한 변화율을 계산한 변화율을 입력받는다. Therefore, the distance calculation unit 24 is based on the above nonlinear dynamics theory and signal analysis theory, based on the measurement information of voltage (V), current (I) and phase angle (δ), which are the effective values input from the power measurement unit 10. And the rate of change calculated by calculating the rate of change of the measured information are received from the rate of change calculation unit 22.

여기서 비선형 동역학의 해로 도출되는 전력망의 상태변수(전압 등)는 수학식 2와 같이 삼각함수 형태로 표현되기 때문에 변화율과 2차원 평면상의 관계는 타원형 궤적의 형태로 도시될 수 있다. Here, since the state variables (voltage, etc.) of the power grid derived as the solution of nonlinear dynamics are expressed in the form of a trigonometric function as in Equation 2, the relationship between the rate of change and the two-dimensional plane may be shown in the form of an elliptical trajectory.

따라서, 도 3과 같이 선택적으로 정상상태의 실효값과 변화율간 거리를 계산할 수 있다. 예를 들면, 기울기가 특정값(a)보다 작은 양(+)의 값이고 실효값의 변화량이 음수(-)일 때 정상상태로부터 거리를 계산하며, 이때 계산되는 거리는 진동하는 해의 한주기마다 갱신된다. Accordingly, as shown in FIG. 3, the distance between the effective value of the steady state and the rate of change can be calculated. For example, when the slope is a positive (+) value less than a specific value (a) and the change in the effective value is negative (-), the distance is calculated from the steady state, and the calculated distance is every one cycle of the vibrating solution. It is updated.

위험성 판단부(26)는 거리 계산부(24)에서 계산된 거리(x)를 기반으로 최대 리아프노프(Lyapunov) 지수를 계산하여 차동기 공진의 위험성을 판단할 수 있다. The risk determination unit 26 may determine the risk of differential resonance by calculating a maximum Lyapunov index based on the distance x calculated by the distance calculation unit 24.

여기서, 최대 리아푸노프 지수(λ)는 수학식 16과 같이 계산된다. Here, the maximum Leapunov index (λ) is calculated as in Equation 16.

Figure pat00018
Figure pat00018

여기서, Δt는 구간길이, k는 구간, N은 데이터의 크기, i는 측정장치, x는 거리를 나타낸다. Here, Δt is the section length, k is the section, N is the size of the data, i is the measuring device, and x is the distance.

수학식 16과 같이 계산된 시계열 최대 리아푸노프 지수에 기초하여 위험성 판단부(26)는 최대 리아프노프 지수가 계산되는 데이터의 크기 N개 이내에서 양수인 경우 시스템의 불안정으로 차동기 공진의 위험성이 존재하는 것을 판단할 수 있다. Based on the time series maximum Lyapunov index calculated as in Equation 16, the risk determination unit 26 has a risk of differential resonance due to system instability when the maximum Lyapunov index is positive within the size of N data You can judge what exists.

표시부(30)는 제어부(20)에서 계산되는 최대 리아프노프 지수를 시각화하여 출력할 수 있고, 차동기 공진의 위험성을 판단한 판단결과를 출력하여 운전원이 위험성을 인식할 수 있도록 한다. The display unit 30 may visualize and output the maximum Liafnov index calculated by the control unit 20, and output a determination result of determining the risk of differential resonance so that the operator can recognize the risk.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전력망에서의 비선형 진동 검출장치에 따르면, 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단할 수 있어 전력망의 안정화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the nonlinear vibration detection apparatus in the power grid according to an embodiment of the present invention, based on the time series information and change rate of the voltage and current of the effective values obtained in the power grid, the distance value on the two-dimensional coordinate plane By calculating the maximum Lyapunov index and using it to detect nonlinear vibration phenomena caused by interference between components in the power grid in real time, the risk of differential resonance can be determined in real time, thereby stabilizing and reliable power grid. Can improve.

또한, 스마트 그리드 환경에서 서로 다른 인버터 기반의 전력설비들 간의 상호 간섭에 의한 진동현상을 보다 신속하게 검출하여 위험성을 확인하도록 할 수 있다. In addition, in a smart grid environment, it is possible to more quickly detect a vibration phenomenon caused by mutual interference between different inverter-based power facilities and to check the risk.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of detecting nonlinear vibration in a power grid according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력망에서의 비선형 진동 검출방법에서는, 먼저 제어부(20)가 전력측정부(10)로부터 전력망의 모선에서 측정된 실효값의 전압, 전류 및 위상각의 측정정보를 입력받는다(S10). In the nonlinear vibration detection method in the power grid according to an embodiment of the present invention as shown in FIG. 4, first, the control unit 20 determines the voltage, current, and RMS values measured at the bus line of the power grid from the power measurement unit 10. The phase angle measurement information is input (S10).

S10 단계에서 전력망에서의 실효값을 입력받은 후 제어부(20)가 측정정보에 대해 시계열적으로 실시간 변화율을 계산한다(S20). After receiving the effective value from the power grid in step S10, the control unit 20 calculates a real-time rate of change of the measured information in time series (S20).

여기서, 제어부(20)는 지연기를 통해 실시간으로 측정정보의 변화율을 계산할 수 있다. Here, the control unit 20 may calculate a rate of change of the measurement information in real time through a delay device.

S20 단계에서 측정정보의 변화율을 계산한 후 제어부(20)는 측정정보와 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성하고, 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산한다(S30). After calculating the rate of change of the measurement information in step S20, the controller 20 forms a coordinate plane using the measurement information and the rate of change, and calculates the distance between the normal state in the coordinate plane and the measurement point based on the inclination on the coordinate plane. (S30).

여기서, 제어부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 측정정보의 실효치와 그 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면인 푸앵카레 평면을 형성한 후 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산할 수 있다. Here, as shown in FIG. 3, the control unit 20 forms the Poincare plane, which is a two-dimensional coordinate plane, based on the effective value of the measurement information and the rate of change thereof, and then calculates the distance between the normal state and the measurement point based on the slope on the coordinate plane. Can be calculated.

예를 들면, 기울기가 특정값(a)보다 작은 양(+)의 값이고 실효값의 변화량이 음수(-)일 때 정상상태로부터 거리를 계산하며, 이때 계산되는 거리는 진동하는 해의 한주기마다 갱신된다. For example, when the slope is a positive (+) value less than a specific value (a) and the change in the effective value is negative (-), the distance is calculated from the steady state, and the calculated distance is every one cycle of the vibrating solution. It is updated.

S30 단계에서 거리를 계산한 후 제어부(20)는 계산된 거리를 기반으로 수학식 16과 같이 최대 리아프노프(Lyapunov) 지수를 계산한다(S40). After calculating the distance in step S30, the controller 20 calculates the maximum Lyapunov index as shown in Equation 16 based on the calculated distance (S40).

S40 단계에서 최대 리아프노프 지수를 계산한 후 제어부(20)는 최대 리아프노프 지수가 설정값인 양수인지 판단한다(S50). After calculating the maximum Liafnov index in step S40, the control unit 20 determines whether the maximum Liafnov index is a positive number as a set value (S50).

S50 단계에서 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우, 제어부(20)는 시스템의 불안정으로 차동기 공진의 위험성이 존재하는 것을 판단하고 표시부(30)를 통해 차동기 공진 위험을 출력한다.(S60). If the maximum Liafnov index is positive in step S50, the control unit 20 determines that there is a risk of differential resonance due to system instability, and outputs the differential resonance risk through the display unit 30 (S60).

S50 단계에서 최대 리아프노프 지수가 음수인 경우, 제어부(20)는 안정된 상태로 판단하고 종료한다. If the maximum Liafnov index is negative in step S50, the control unit 20 determines that it is in a stable state and ends.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전력망에서의 비선형 진동 검출방법에 따르면, 전력망 내에서 취득되는 실효치의 전압과 전류의 시계열 정보와 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면상에서의 거리값에 대한 최대 리아푸노프(Lyapunov) 지수를 산출하고, 이를 활용하여 전력망에서의 구성 요소 간 간섭에 의한 비선형 진동현상을 실시간으로 검출함으로써, 차동기 공진의 위험을 실시간으로 판단할 수 있어 전력망의 안정화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the nonlinear vibration detection method in the power grid according to the embodiment of the present invention, based on the time series information of the voltage and current of the effective values obtained in the power grid and the rate of change, the distance value on the two-dimensional coordinate plane By calculating the maximum Lyapunov index and using it to detect nonlinear vibration phenomena caused by interference between components in the power grid in real time, the risk of differential resonance can be determined in real time, thereby stabilizing and reliable power grid. Can improve.

또한, 스마트 그리드 환경에서 서로 다른 인버터 기반의 전력설비들 간의 상호 간섭에 의한 진동현상을 보다 신속하게 검출하여 위험성을 확인하도록 할 수 있다. In addition, in a smart grid environment, it is possible to more quickly detect a vibration phenomenon caused by mutual interference between different inverter-based power facilities and to check the risk.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.The implementation described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, only as a method), the implementation of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented with appropriate hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which generally refers to a processing device including, for example, a computer, a microprocessor, an integrated circuit or a programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

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. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is only illustrative, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

10 : 전력 측정부 12 : 전압 측정부
14 : 전류 측정부 16 : 위상각 측정부
20 : 제어부 22 : 변화율 연산부
24 : 거리 계산부 26 : 위험성 판단부
30 : 표시부
10: power measurement unit 12: voltage measurement unit
14: current measurement unit 16: phase angle measurement unit
20: control unit 22: change rate calculation unit
24: distance calculation unit 26: risk determination unit
30: display

Claims (14)

전력망의 모선에서 전력값을 측정하는 전력 측정부;
상기 전력 측정부로부터 측정된 측정정보를 입력받아 상기 측정정보에 대한 변화율을 계산하고, 상기 측정정보와 상기 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성한 후 상기 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 상기 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하며, 상기 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 제어부; 및
상기 제어부의 산출결과 및 판단결과를 출력하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
A power measuring unit that measures a power value in the bus of the power grid;
After receiving the measurement information measured from the power measuring unit, calculating a rate of change of the measurement information, forming a coordinate plane using the measurement information and the rate of change, in the coordinate plane based on the slope on the coordinate plane A control unit that calculates a distance between a steady state and a measurement point, and determines a risk of differential resonance based on the distance; And
And a display unit that outputs the calculation result and the determination result of the control unit.
제 1항에 있어서, 상기 전력 측정부는,
상기 모선에서 전압을 측정하는 전압 측정부;
상기 모선에서 전류를 측정하는 전류 측정부; 및
상기 모선에서 위상각을 측정하는 위상각 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
The method of claim 1, wherein the power measurement unit,
A voltage measuring unit measuring a voltage in the bus;
A current measuring unit that measures a current in the bus; And
And a phase angle measurement unit that measures a phase angle in the bus.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 전력 측정부로부터 입력된 상기 측정정보에 대해 시계열적으로 상기 변화율을 계산하는 변화율 연산부;
상기 측정정보와 상기 변화율 연산부에서 계산한 상기 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 상기 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 거리 계산부; 및
상기 거리 계산부에서 계산된 상기 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산하여 차동기 공진의 위험성을 판단하는 위험성 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
A change rate calculator configured to calculate the rate of change in time series with respect to the measurement information input from the power measurement unit;
A distance calculator configured to form a two-dimensional coordinate plane based on the measurement information and the rate of change calculated by the rate of change calculator, and then calculate a distance between a steady state and a measurement point based on a slope on one side of the coordinate; And
And a risk determination unit that determines the risk of differential resonance by calculating a maximum Liafnov index based on the distance calculated by the distance calculation unit.
제 3항에 있어서, 상기 변화율 연산부는, 지연기를 통해 상기 측정정보에 대한 상기 변화율을 실시간으로 계산하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
The apparatus of claim 3, wherein the rate of change calculator calculates the rate of change of the measurement information in real time through a delay.
제 3항에 있어서, 상기 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면인 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the two-dimensional coordinate plane is a Poincare plane.
제 3항에 있어서, 상기 거리 계산부는, 상기 좌표 평면상의 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the distance calculation unit calculates a distance between a steady state and a measurement point by selecting a value in which the slope on the coordinate plane is within a set range.
제 3항에 있어서, 상기 위험성 판단부는, 상기 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 상기 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출장치.
[4] The apparatus of claim 3, wherein the risk determination unit determines the risk of resonance of the differential motor when the maximum Liafnov index is positive.
제어부가 전력측정부로부터 전력망의 모선에서 측정된 측정정보를 입력받는 단계;
상기 제어부가 입력된 상기 측정정보에 대한 변화율을 계산하는 단계;
상기 제어부가 상기 측정정보와 상기 변화율을 이용하여 좌표 평면을 형성하고, 상기 좌표 평면상의 기울기를 기반으로 상기 좌표 평면에서의 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 거리를 기반으로 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법.
Receiving, by the control unit, measurement information measured at the bus of the power grid from the power measurement unit;
Calculating, by the control unit, a rate of change of the inputted measurement information;
Forming, by the control unit, a coordinate plane using the measurement information and the rate of change, and calculating a distance between a steady state in the coordinate plane and a measurement point based on a slope on the coordinate plane; And
And determining, by the control unit, a risk of differential resonance resonance based on the distance.
제 8항에 있어서, 상기 측정정보를 입력받는 단계는, 상기 제어부가 상기 모선에서 측정한 전압, 전류 및 위상각을 입력받는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법.
The method of claim 8, wherein the receiving of the measurement information comprises receiving, by the control unit, a voltage, current, and phase angle measured by the bus.
제 8항에 있어서, 상기 변화율을 계산하는 단계는, 상기 제어부가 지연기를 통해 실시간으로 상기 측정정보에 대한 상기 변화율을 계산하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법.
9. The method of claim 8, wherein the calculating of the rate of change comprises: the controller calculates the rate of change of the measurement information in real time through a delay device.
제 8항에 있어서, 상기 거리를 계산하는 단계는, 상기 제어부가 상기 측정정보와 상기 변화율을 기반으로 2차원 좌표 평면을 형성한 후 상기 좌표 편면상의 기울기를 기반으로 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법.
The method of claim 8, wherein the calculating of the distance comprises: after the control unit forms a two-dimensional coordinate plane based on the measurement information and the rate of change, the distance between the normal state and the measurement point is calculated based on a slope on one side of the coordinate. Nonlinear vibration detection method in a power grid, characterized in that to calculate.
제 11항에 있어서, 상기 2차원 좌표 평면은, 푸앵카레 평면인 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법.
The method of claim 11, wherein the two-dimensional coordinate plane is a Poincare plane.
제 11항에 있어서, 상기 거리를 계산하는 단계는, 상기 제어부가 상기 좌표 평면상의 상기 기울기가 설정범위 이내인 값을 선택하여 정상상태와 측정지점 간의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법.
The nonlinear power grid according to claim 11, wherein the calculating of the distance comprises calculating a distance between a steady state and a measurement point by selecting a value in which the slope on the coordinate plane is within a set range. Vibration detection method.
제 8항에 있어서, 상기 차동기 공진의 위험성을 판단하는 단계는, 상기 제어부가 상기 거리를 기반으로 최대 리아프노프 지수를 계산한 후 상기 최대 리아프노프 지수가 양수인 경우 상기 차동기 공진의 위험성으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전력망에서의 비선형 진동 검출방법. The method of claim 8, wherein the determining of the risk of resonance of the differential comprises: after the control unit calculates a maximum Lyafnov index based on the distance, if the maximum Lyafnov index is positive, the risk of differential resonance Nonlinear vibration detection method in the power grid, characterized in that determined by.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220104862A (en) * 2021-01-19 2022-07-26 연세대학교 산학협력단 Method for placement of enegy sources using lyapunov exponent and computing device for executing the method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3986056B2 (en) * 2002-09-18 2007-10-03 財団法人電力中央研究所 Polarization fluctuation detector
KR101466623B1 (en) * 2014-07-09 2014-11-28 한국전력공사 Apparatus and method for condition diagnosis and predicting remains life of power cable status using the vlf td measured data

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3986056B2 (en) * 2002-09-18 2007-10-03 財団法人電力中央研究所 Polarization fluctuation detector
KR101466623B1 (en) * 2014-07-09 2014-11-28 한국전력공사 Apparatus and method for condition diagnosis and predicting remains life of power cable status using the vlf td measured data

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220104862A (en) * 2021-01-19 2022-07-26 연세대학교 산학협력단 Method for placement of enegy sources using lyapunov exponent and computing device for executing the method

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