KR20210058005A - 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법 - Google Patents

시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치는, 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받는 배전계통 데이터 입력부; 배전계통 데이터 입력부로부터 입력된 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 배전계통과 기설 안정화용 제어기기를 모델링하는 배전계통 모델링부; 및 배전계통 모델링부에서 모델링된 결과를 기반으로 배전계통을 모의 해석하여 분산형 전원의 용량을 산정하는 용량 산정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CALCULATING DISTRIBUTED HOSTING CAPACITY OF DISTRIBUTION SYSTEM BASED ON TIME-SERIES SIMULATION}
본 발명은 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 산정할 때 시계열 운영 특성을 반영하여 전력수요와 분산형 전원의 출력 개연성을 고려하고, 기설 안정화용 제어기기의 제어 효과를 반영하며, 배전계통의 전압이 적정 전압 유지 기준을 만족하는지 확인하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 자동으로 산정하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 분산형 전원의 배전계통 연계를 위해서는 연계를 신청한 사업자의 분산형 전원 용량과 설치하고자 하는 위치 정보를 기반으로 배전계통의 적정 전압 유지범위를 이탈하는지 여부와 보호 협조의 이상 여부 등에 대한 검토가 수반되고 있다.
이때, 분산형 전원의 배전계통 연계를 검토하기 위해서는 보호협조 전용 프로그램인 Off-DAS(Off-Distribution Automation System)를 이용하여 반복적인 수작업을 통해 분산형 전원의 연계에 따른 배전계통 적정 전압 유지범위 이탈 여부에 대한 검토를 수행하며, 배전계통 적정 전압 유지범위를 이탈하는 경우 분산형 전원의 연계가 제한되어 전용선로 등의 연계 대책을 세워야 한다.
이와 같이 수작업을 통해 분산형 전원의 배전계통 연계를 검토하게 될 경우, 실무자들의 번거롭고 반복적인 작업 수행이 요구됨에 따라 시간이 많이 소요되며, 사업자가 특정 선로에 접속하고자 하는 특정 용량을 제시하지 않고 연계 가능한 용량이 얼마인지를 문의할 경우 배전계통 적정 전압 유지범위 이내로 유지 가능한 최대 분산형 전원의 용량을 산출해 줄 필요가 있다.
더욱이, Off-DAS를 이용한 분산형 전원의 배전계통 연계를 검토할 경우, 배전계통 내 전압 조정을 위해 설치된 SVR(Step Voltage Regulator)과 배전계통 안정화용으로 설치되고 있는 BESS(Battery Energy Storage System) 등의 제어기기에 대한 운영 전략 및 운전 제약 등을 효과적으로 반영하지 못하고, 검토 시 적용되는 부하 및 분산형 전원의 출력 조건을 일반적인 운전 조건에서 나타나기 어려운 가혹한 특정 조건으로 적용함에 따라 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 보수적으로 산정하게 된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2001566호(2019.07.19. 공고, 분산발전기의 용량 산정 시스템)에 개시되어 있다.
이와 같이 기존의 Off-DAS 프로그램 기반의 분산형 전원의 연계 검토가 제한됨에 따라 제한된 조건을 해소 및 보완할 수 있는 다른 검토 수단이 필요할 수 있다.
배전계통을 검토할 때 배전계통 모의 해석에는 대표적으로 DAS(Distribution Automation System)나 OpenDSS(Open Distribution System Simulator)와 같은 상용 프로그램이 적용되고 있는데, 이 중에서 OpenDSS는 미국 전력연구원 EPRI(Electric Power Research Institute)에서 개발한 배전계통 해석 프로그램으로서 배전계통의 다양한 설비를 모델링 가능하고 계통 해석을 통해 전 세계적으로 배전계통 계획 및 사전 운영검토에 가장 널리 사용하고 있다.
기존의 OpenDSS를 이용한 배전계통의 모의해석은 다양한 제어기기에 대한 모델링이 가능하며 시계열 운영 패턴 기반의 모의 운영 결과 도출이 가능하다는 장점이 있는 반면, 제어기기의 배전계통 운전 특성에 따른 운영 전략 및 운전 제약을 현실적으로 반영하는 것이 제한되고 신규 분산형 전원의 수용 용량 검토에 활용함에 있어 수동적으로 정격 용량 증대와 출력 패턴에 대한 적용을 반복해야 하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 산정할 때 시계열 운영 특성을 반영하여 전력수요와 분산형 전원의 출력 개연성을 고려하고, 기설 안정화용 제어기기의 제어 효과를 반영하며, 배전계통의 전압이 적정 전압 유지 기준을 만족하는지 확인하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 자동으로 산정하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치는, 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받는 배전계통 데이터 입력부; 배전계통 데이터 입력부로부터 입력된 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 배전계통과 기설 안정화용 제어기기를 모델링하는 배전계통 모델링부; 및 배전계통 모델링부에서 모델링된 결과를 기반으로 배전계통을 모의 해석하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 산정하는 용량 산정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 배전계통 데이터 입력부는, 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건, 배전계통 부하의 전력수요 패턴, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보 및, 기존 분산형 전원의 출력 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 배전계통 모델링부는, 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 OpenDSS(Open Distribution System Simulator)와 Matlab 간 API(Application Program Interface)를 통해 배전계통을 구축하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 배전계통 모델링부는, 배전계통의 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건을 기반으로 기설 안정화용 제어기기를 배전계통에 모델링하는 안정화용 제어기기 모델링 모듈; 배전계통에 신규 분산형 전원에 대한 연계정보에 따라 배전계통에 모델링하는 신규 분산형 전원 모델링 모듈; 및 배전계통에 신규 분산형 전원에 대한 연계정보와 기존 분산형 전원의 출력패턴을 기반으로 신규 분산형 전원의 출력 패턴을 생성하는 신규 분산형 전원의 출력패턴 생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 용량 산정부는, OpenDSS로부터 도출된 배전계통 모의 해석 결과를 API를 통해 Matlab에서 검토하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 산정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법은, 배전계통 모델링부가 배전계통 데이터 입력부를 통해 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받는 단계; 용량 산정부가 배전계통 모의 해석을 위해 누적 데이터 및 변수를 초기화하고 모의해석을 준비하는 단계; 배전계통 모델링부가 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 배전계통 모델링부를 통해 배전계통을 구축하는 단계; 용량 산정부가 배전계통의 모의해석을 통해 분산형 전원의 수용 용량을 산정하는 단계; 및 용량 산정부가 다른 조건의 입력이 판단되면 분산형 전원의 수용 용량을 재산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 배전계통 및 분산형 전원의 정보는, 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건, 배전계통 부하의 전력수요 패턴, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보, 및 기존 분산형 전원의 출력 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 다른 조건의 입력은, 안정화용 제어기기의 추가 및 신규 분산형 전원의 연계정보 변경 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 분산형 전원의 수용 용량을 산정하는 단계는, 용량 산정부가 배전계통 모델을 호출하는 단계; 용량 산정부가 배전계통의 시계열 운영 조건을 호출하는 단계; 용량 산정부가 분산형 전원 연계 검토 수행 이전 배전계통의 전압안정도를 검토하는 단계; 및 용량 산정부가 분산형 전원 연계 검토에 따라 전압안정도 기반 분산형 전원의 수용 용량을 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 및 그 방법은 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 산정할 때 시계열 운영 특성을 반영하여 전력수요와 분산형 전원의 출력 개연성을 고려하고, 기설 안정화용 제어기기의 제어 효과를 반영하며, 분산형 전원의 출력 패턴을 통해 연계 용량을 단위 용량씩 증가시키면서 배전계통의 전압이 적정 전압 유지 기준을 만족하는지 확인하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 자동으로 산정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치의 배전계통 모델링부를 구체적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법에서 분산형 전원의 수용 용량 산정 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치의 배전계통 모델링부를 구체적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치는, 배전계통 데이터 입력부(10), 배전계통 모델링부(20) 및 용량 산정부(30)를 포함할 수 있다.
배전계통 데이터 입력부(10)는 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받을 수 있다.
여기서, 배전계통 데이터 입력부(10)는 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건, 배전계통 부하의 전력수요 패턴, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보, 및 기존 분산형 전원의 출력 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 입력받을 수 있다.
이때 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건은 분석 대상 배전계통에서 기설된 설비들에 대한 제원에 해당하는 것으로 배전계통의 운영 특성을 반영한 모델링을 위한 입력 데이터를 포함할 수 있다.
배전계통 부하의 전력수요 패턴은 분석 대상 배전계통의 시계열 수요 패턴이고, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보는 신규 분산형전원에 대한 정격 용량과 예상 설치 위치 등을 포함하며 사업자의 연계 신청 및 문의에 따라 배전계통 신규 분산형 전원의 수용 용량 산정을 위한 기본 연계 정보이다.
또한 기존 분산형 전원의 출력 패턴은 분석 대상 배전계통의 시계열 분산형 전원의 출력 패턴이다.
배전계통 모델링부(20)는 배전계통 데이터 입력부(10)로부터 입력된 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 배전계통과 기설 안정화용 제어기기를 모델링할 수 있다.
여기서 배전계통 모델링부(20)는 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 OpenDSS(Open Distribution System Simulator)와 Matlab 간 API(Application Program Interface)를 통해 배전계통을 구축할 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이 안전화용 제어기기 모델링 모듈(210), 신규 분산형 전원 모델링 모듈(220) 및 신규 분산형 전원의 출력 패턴 생성 모듈(230)을 포함할 수 있다.
안정화용 제어기기 모델링 모듈(210)은 분석 대상 배전계통의 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건에 관한 입력 데이터를 기반으로 기설 안정화용 제어기기를 배전계통에 자동적으로 모델링할 수 있다.
신규 분산형 전원 모델링 모듈(220)은 분석 대상 배전계통에 신규 분산형 전원에 대한 정격 용량과 예상 설치 위치 등의 연계 정보에 관한 입력 데이터에 따라 배전계통 모델에 자동적으로 모델링할 수 있다.
신규 분산형 전원의 출력패턴 생성 모듈(230)은 분석 대상 배전계통에 신규 분산형 전원에 대한 정격 용량과 예상 설치 위치 등의 연계 정보에 관한 입력 데이터를 기반으로 시계열 분석을 위해 유사 조건의 기존 분산형 전원 출력 패턴을 기반으로 유사한 정격과 위치의 기존 분산형 전원의 출력 패턴으로부터 신규 분산형 전원의 출력 패턴을 자동으로 생성할 수 있다.
또한 기존 분산형 전원의 출력 패턴은 분석 대상 배전계통 분산형 전원의 시계열 출력 패턴이다.
용량 산정부(30)는 배전계통 모델링부(20)에서 OpenDSS에 모델링된 배전계통을 기반으로 시계열 운영 특성을 반영한 배전계통을 모의 해석하여 분산형 전원의 용량을 산정할 수 있다.
여기서 용량 산정부(30)는 OpenDSS와 Matlab 간 API를 기반으로 OpendDSS로부터 도출된 분산형 전원 수용에 대한 모의 해석 결과를 Matlab을 통해 전압 검토를 수행하고, 연간 시계열 운영 특성을 반영함으로써 배전계통 분산형 전원의 최대 수용 용량을 자동적으로 산정할 수 있다.
이와 같이 용량 산정부(30)는 OpenDSS와 Matlab 간의 API를 기반으로 배전계통 모델에 기설 안정화용 제어기기의 운영 특성을 반영하고 분산형 전원의 수용 용량 산정 절차를 자동화 가능한 모의 환경으로 구축하여 사용자의 편의성과 유연성을 확보할 수 있다.
따라서 배전계통 데이터 입력부(10)를 통해 분석 대상의 배전계통에 대한 기본 입력데이터가 입력되면, 배전계통 모델링부(20)를 통해 분석 대상 배전계통의 분산형 전원 및 기설 제어기기 등을 포함한 배전계통을 OpenDSS에 구축하고, 용량 산정부(30)에서 OpenDSS와 Matlab 간의 API를 통해 OpenDSS의 분산형 전원 수용에 대한 모의 해석 결과를 Matlab에 입력하여 이를 검토함으로써 배전계통의 분산형 전원의 수용 용량을 자동적으로 산정할 수 있다.
또한, 용량 산정부(30)는 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 산정한 후 연계 대책용 안정화 설비의 추가를 고려할 경우 다른 조건을 입력하여 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 재산정하고, 이와 같이 다른 조건을 입력하여 재산정한 후 또 다시 다른 조건으로 재산정할 경우 사용자에 의해 수동적으로 분산형 전원의 연계 용량을 증대하는 과정은 생략할 수 있으며, 새로운 안정화 설비 투입 시 기존의 분석 대상 배전계통 모델링을 재구축하여 수용 용량을 재산정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치는, 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 산정할 때 시계열 운영 특성을 반영하여 전력수요와 분산형 전원의 출력 개연성을 고려하고, 기설 안정화용 제어기기의 제어 효과를 반영하며, 분산형 전원의 출력 패턴을 통해 연계 용량을 단위 용량씩 증가시키면서 배전계통의 전압이 적정 전압 유지 기준을 만족하는지 확인하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 자동으로 산정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법에서 분산형 전원의 수용 용량 산정 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법에서는 먼저, 배전계통 모델링부(20)가 배전계통 데이터 입력부(10)를 통해 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받는다(S10).
여기서, 배전계통 및 분산형 전원의 정보는 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건, 배전계통 부하의 전력수요 패턴, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보, 및 기존 분산형 전원의 출력 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건은 분석 대상 배전계통에서 기설된 설비들에 대한 제원에 해당하는 것으로 배전계통의 운영 특성을 반영한 모델링을 위한 입력 데이터를 포함할 수 있다.
배전계통 부하의 전력수요 패턴은 분석 대상 배전계통의 시계열 수요 패턴이고, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보는 신규 분산형전원에 대한 정격 용량과 예상 설치 위치 등을 포함하며 사업자의 연계 신청 및 문의에 따라 배전계통 신규 분산형 전원의 수용 용량 산정을 위한 기본 연계 정보이다.
또한 기존 분산형 전원의 출력 패턴은 분석 대상 배전계통의 시계열 분산형 전원의 출력 패턴이다.
S10 단계에서 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받은 후 용량 산정부(30)는 배전계통 모의 해석을 위해 누적 데이터 및 변수를 초기화하고 모의해석을 준비한다(S20).
이와 같이 분석 대상 배전계통에 대한 검토 수행 시작 이전에 다양한 배전계통의 분석 과정에서 누적될 수 있는 공동 사용 변수의 누적을 방지하기 위해 해당 변수 및 조건을 초기화할 수 있다.
S20 단계에서 분석 대상 배전계통의 검토를 위한 초기화 및 모의 해석을 준비한 후 배전계통 모델링부(20)는 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 배전계통을 구축한다(S30).
여기서 배전계통 모델링부(20)는 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략, 운전 제약 조건 등의 입력을 기반으로 모델링 모듈을 통한 배전계통을 OpenDSS에 구축하고 용량 산정부(30)는 안정화용 제어기기 모델링 모듈에서 생성되는 결과를 반영하여 이후 절차를 수행한다.
S30 단계에서 배전계통을 구축한 후 용량 산정부(30)는 배전계통의 모의해석을 통해 분산형 전원의 수용 용량을 산정한다(S40).
여기서 용량 산정부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 분산형 전원의 수용 용량을 산정할 수 있다.
먼저, 용량 산정부(30)는 배전계통 모델링부(20)에서 구축된 배전계통 모델을 호출한다(S410).
또한, 용량 산정부(30)는 배전계통의 시계열 운영 조건을 호출한다(S420).
이와 같이 배전계통 모델과 배전계통의 시계열 운영 조건을 호출하여 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건 등 분석 대상 배전계통의 운영 특성을 모델링한 결과를 반영한다.
S410 단계와 S420 단계에서 배전계통 모델 및 시계열 운영 조건을 호출한 후 용량 산정부(30)는 분산형 전원 연계 검토 수행 이전 배전계통의 전압안정도를 검토한다(S430).
용량 산정부(30)는 신규 분산형 전원의 추가 수용에 대한 검토 전 기존의 배전계통의 현황을 분석하기 위해 배전계통의 모델과 시계열 운전 패턴 입력 데이터를 기반으로 모의 운영 기반의 배전계통 분산형전원의 조류계산을 수행하고, 기본적으로 연간 모의 운영 검토를 기준으로 하여 모의 운영 종료 시간이 종료될 때까지 단위 모의 시간을 증가해가며 배전계통의 전압을 분석할 수 있다.
S430 단계에서 신규 분산형 전원 연계 이전 배전계통의 전압안정도를 검토한 후 용량 산정부(30)는 신규 분산형 전원 연계 검토에 따라 전압안정도를 기반으로 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 산정한다(S440).
여기서, 용량 산정부(30)는 배전계통의 적정전압 유지범위를 벗어나는 경우까지 분산형 전원의 수용 용량을 단위 연계용량 만큼 증대시키고, 배전계통 모델링부(20)를 통해 재설정된 분산형 전원 용량에 대한 시계열 패턴을 입력으로 자동적으로 모의해석을 반복하면서 배전계통 적정전압 유지범위를 벗어나는 경우, 이전 단계에서의 분산형 전원의 용량을 분석대상 배전계통의 최대 수용 용량으로서 결정할 수 있다.
S40 단계에서 분산형 전원의 수용 용량을 산정한 후 용량 산정부(30)는 다른 조건의 입력을 판단한다(S50).
즉, 용량 산정부(30)는 기설 안정화용 제어기기의 추가 및 신규 분산형 전원의 다른 연계위치를 검토하기 위해 연계정보를 변경하여 분산형 전원의 수용 용량을 재산정하고자 하는지 판단한다.
S50 단계에서 다른 조건이 입력되지 않는 경우 종료되고, 수용 용량을 재산정하기 위해 다른 조건이 입력된 경우 용량 산정부(30)는 입력된 다른 조건으로 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 재산정한다(S60).
이때 용량 산정부(30)는 분산형 전원의 수용 용량을 재산정함에 있어 신규 설비 고려에 따라 배전계통 모델을 재구축하는 과정이 추가되고 분산형 전원 연계 검토 수행 이전 배전계통의 전압안정도를 검토하는 단계는 생략하여 검토 시간을 합리적으로 활용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법은, 배전계통 분산형 전원의 수용 용량을 산정할 때 시계열 운영 특성을 반영하여 전력수요와 분산형 전원의 출력 개연성을 고려하고, 기설 안정화용 제어기기의 제어 효과를 반영하며, 분산형 전원의 출력 패턴을 통해 연계 용량을 단위 용량씩 증가시키면서 배전계통의 전압이 적정 전압 유지 기준을 만족하는지 확인하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 자동으로 산정할 수 있다.
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.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 배전계통 데이터 입력부
20 : 배전계통 모델링부
30 : 용량 산정부
210 : 안정화용 제어기기 모델링 모듈
220 : 신규 분산형 전원 모델링 모듈
230 : 신규 분산형 전원의 출력 패턴 생성 모듈

Claims (9)

  1. 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받는 배전계통 데이터 입력부;
    상기 배전계통 데이터 입력부로부터 입력된 상기 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 상기 배전계통과 기설 안정화용 제어기기를 모델링하는 배전계통 모델링부; 및
    상기 배전계통 모델링부에서 모델링된 결과를 기반으로 상기 배전계통을 모의 해석하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 산정하는 용량 산정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 배전계통 데이터 입력부는, 상기 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건, 배전계통 부하의 전력수요 패턴, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보, 및 기존 분산형 전원의 출력 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 입력받는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 배전계통 모델링부는, 상기 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 OpenDSS(Open Distribution System Simulator)와 Matlab 간 API(Application Program Interface)를 통해 배전계통을 구축하는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 배전계통 모델링부는,
    상기 배전계통의 상기 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건을 기반으로 상기 기설 안정화용 제어기기를 상기 배전계통에 모델링하는 안정화용 제어기기 모델링 모듈;
    상기 배전계통에 신규 분산형 전원에 대한 연계정보에 따라 상기 배전계통에 모델링하는 신규 분산형 전원 모델링 모듈; 및
    상기 배전계통에 신규 분산형 전원에 대한 연계정보와 기존 분산형 전원의 출력패턴을 기반으로 신규 분산형 전원의 출력 패턴을 생성하는 신규 분산형 전원의 출력패턴 생성 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 용량 산정부는, OpenDSS로부터 도출된 배전계통 모의 해석 결과를 API를 통해 Matlab에서 검토하여 분산형 전원의 최대 수용 용량을 산정하는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 장치.
  6. 배전계통 모델링부가 배전계통 데이터 입력부를 통해 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 입력받는 단계;
    상기 용량 산정부가 배전계통 모의 해석을 위해 누적 데이터 및 변수를 초기화하고 모의해석을 준비하는 단계;
    상기 배전계통 모델링부가 상기 배전계통 및 분산형 전원의 정보를 기반으로 배전계통 모델링부를 통해 상기 배전계통을 구축하는 단계;
    상기 용량 산정부가 상기 배전계통의 모의해석을 통해 분산형 전원의 수용 용량을 산정하는 단계; 및
    상기 용량 산정부가 다른 조건의 입력이 판단되면 상기 분산형 전원의 수용 용량을 재산정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 배전계통 및 분산형 전원의 정보는, 기설 안정화용 제어기기의 운영 전략 및 운전 제약 조건, 배전계통 부하의 전력수요 패턴, 배전계통 신규 분산형 전원의 연계정보, 및 기존 분산형 전원의 출력 패턴 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 다른 조건의 입력은, 안정화용 제어기기의 추가 및 신규 분산형 전원의 연계정보 변경 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 분산형 전원의 수용 용량을 산정하는 단계는,
    상기 용량 산정부가 상기 배전계통 모델을 호출하는 단계;
    상기 용량 산정부가 상기 배전계통의 시계열 운영 조건을 호출하는 단계;
    상기 용량 산정부가 분산형 전원 연계 검토 수행 이전 배전계통의 전압안정도를 검토하는 단계; 및
    상기 용량 산정부가 상기 분산형 전원 연계 검토에 따라 상기 전압안정도 기반 상기 분산형 전원의 수용 용량을 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시계열 모의 운영 기반의 배전계통 분산형 전원의 용량 산정 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230041359A (ko) * 2021-09-17 2023-03-24 한국전력공사 가중 단락비를 이용한 변전소별 재생에너지 연계 가능 용량 확인 방법 및 시스템

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