KR20210133062A - Optimal setting method of volt-var curve - Google Patents

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KR20210133062A
KR20210133062A KR1020200051767A KR20200051767A KR20210133062A KR 20210133062 A KR20210133062 A KR 20210133062A KR 1020200051767 A KR1020200051767 A KR 1020200051767A KR 20200051767 A KR20200051767 A KR 20200051767A KR 20210133062 A KR20210133062 A KR 20210133062A
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volt
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이형진
김재철
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한국전력공사
숭실대학교산학협력단
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Abstract

According to the present invention, a fitness evaluating method about a voltage-reactive power curve comprises the following steps of: selecting an initial voltage-reactive power curve; configuring a multi-objective function for at least two of voltage deviation, loss, and peak of contributing reactive power for setting a parameter set of the voltage-reactive power curve; and determining an optimal voltage-reactive power curve having an optimal parameter set from a viewpoint selected from the voltage deviation, the loss, and the peak of the contributing reactive power by using the multi-objective function.

Description

전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법{OPTIMAL SETTING METHOD OF VOLT-VAR CURVE}Evaluation method of fitness for voltage-reactive power curve {OPTIMAL SETTING METHOD OF VOLT-VAR CURVE}

본 발명은 인버터 등의 제어를 위한 전압-무효전력 커브의 최적 설정 방법에 관한 것으로, 특히, 스마트인버터의 성능 향상을 위한 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for optimally setting a voltage-reactive power curve for controlling an inverter, etc., and more particularly, to a method for evaluating the suitability of a voltage-reactive power curve for improving the performance of a smart inverter.

분산전원 연계 증가로 인한 과전압 등 전압 불안정 문제 발생하여 이를 해결하기 위한 방안 중 스마트인버터의 전압-무효전력(Volt-Var) 기능이 각광을 받고 있다. Voltage-reactive power (Volt-Var) function of smart inverters is in the spotlight as a way to solve voltage instability problems such as overvoltage due to the increase in distributed power connection.

배전시스템 또는 마이크로그리드 내에서 각 분산전원에 대한 효과적인 제어를 위하여 전압, 전류 등의 데이터를 수집하여 전압-무효전력(Volt-Var), 주파수-유효전력 등을 제어 곡선으로 표시한다.In order to effectively control each distributed power source in a power distribution system or microgrid, data such as voltage and current are collected and voltage-reactive power (Volt-Var), frequency-active power, etc. are displayed as control curves.

도 1은 종래 기술에 따른 스마트인버터의 일반적인 Volt-Var 기능의 커브를 도시한 그래프이다.1 is a graph showing a curve of a general Volt-Var function of a smart inverter according to the prior art.

스마트인버터의 전압-무효전력(Volt-Var) 기능은 도 1과 같이 Point of Common Coupling(PCC) 전압에 따라 무효전력의 지령치를 설정한다.The voltage-reactive power (Volt-Var) function of the smart inverter sets a command value of reactive power according to the Point of Common Coupling (PCC) voltage as shown in FIG. 1 .

Volt-Var 기능의 매개 변수에 따라 커브가 설정되고 그 결과는 배전계통에 성능 지표에 해당하는 전압 편차, 손실에 영향을 미친다.A curve is set according to the parameters of the Volt-Var function, and the result affects the voltage deviation and loss corresponding to the performance index in the distribution system.

또한, 태양광발전과 같은 분산전원의 Power Conditioning System(PCS)에 용량에 의해, 배전계통에 기여하는 무효전력 량이 증가하면 분산전원의 유효전력 감소와 같은 영향을 미칠 수 있다. In addition, if the amount of reactive power contributing to the distribution system increases by capacity in the Power Conditioning System (PCS) of distributed power sources such as solar power generation, it may have the same effect as the decrease in active power of distributed power generation.

대한민국 등록공보 10-1043572호Republic of Korea Registration No. 10-1043572

본 발명은 시스템의 실제 운영시의 성능 향상을 위한 스마트인버터의 Volt-Var 기능의 매개 변수 최적 설정 방안(알고리즘)으로서 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법을 제안하고자 한다.The present invention intends to propose a suitability evaluation method for the voltage-reactive power curve as an optimal parameter setting method (algorithm) of the Volt-Var function of a smart inverter to improve performance during actual operation of the system.

본 발명은 본 발명에서는 스마트인버터의 Volt-Var 기능의 매개 변수 설정 시, 시스템의 성능 지표인 전압 편차, 손실 및 무효전력의 기여량을 고려하여 필요한 성능 지표를 향상시킬 수 있는 매개 변수 최적 설정 방안(알고리즘)을 제안하고자 한다.In the present invention, when setting the parameters of the Volt-Var function of the smart inverter, considering the contribution of voltage deviation, loss, and reactive power, which are performance indicators of the system, an optimal parameter setting method that can improve the necessary performance indicators (algorithm) is proposed.

본 발명의 일 측면에 따른 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법은, 초기 전압-무효전력 커브를 선택하는 단계; 전압-무효전력 커브의 매개 변수 세트 설정을 위한, 전압 편차, 손실, 기여하는 무효전력의 피크 중 적어도 2개 이상에 대한 다중 목적함수를 구성하는 단계; 및 상기 다중 목적함수를 이용하여 전압 편차, 손실, 기여하는 무효전력의 피크 중 선택된 관점에서의 최적의 매개 변수 세트를 가진 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a method for evaluating fitness for a voltage-reactive power curve includes: selecting an initial voltage-reactive power curve; Constructing a multi-objective function for at least two or more of voltage deviation, loss, and peak of contributing reactive power for setting a parameter set of a voltage-reactive power curve; and using the multi-objective function to determine an optimal voltage-reactive power curve having an optimal parameter set in a selected viewpoint among voltage deviations, losses, and peaks of contributing reactive power.

여기서, 상기 초기 전압-무효전력 커브를 선택하는 단계에서는, 상기 초기 전압-무효전력 커브로서 전압-무효전력 함수의 Moderate(보통) 커브를 선택할 수 있다.Here, in the step of selecting the initial voltage-reactive power curve, a Moderate curve of the voltage-reactive power function may be selected as the initial voltage-reactive power curve.

여기서, 상기 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계에서는, 특정 매개 변수 세트로 설정하는 과정과, 소정 테스트 기간에 대한 다수 시뮬레이션 데이터로 상기 특정 매개 변수 세트로 설정된 상기 다중 목적함수의 적합도를 산출하는 과정을, 후보 대상인 각 매개 변수 세트들에 대하여 반복 수행하여, 가장 적합도가 높은 것을 선정하는 반복 단계; 및 선정된 특정 매개 변수 세트로 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Here, in the step of determining the optimal voltage-reactive power curve, a process of setting a specific parameter set, and calculating the fitness of the multiple objective function set with the specific parameter set with multiple simulation data for a predetermined test period an iterative step of repeatedly performing the process for each parameter set that is a candidate target, and selecting the one with the highest degree of fit; and determining an optimal voltage-reactive power curve with the selected specific parameter set.

여기서, 상기 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계에서는, 상기 매개 변수 세트를 입자(particle)로 삼은 입자 군집 최적화(particle swarm optimization : PSO) 기법을 적용할 수 있다.Here, in the step of determining the optimal voltage-reactive power curve, a particle swarm optimization (PSO) technique using the parameter set as a particle may be applied.

여기서, 상기 전압-무효전력 커브는 하기 수학식을 따를 수 있다.Here, the voltage-reactive power curve may follow the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 상기 다중 목적 함수는, 하기 수학식을 따를 수 있다.Here, the multi-objective function may follow the following equation.

Figure pat00002
Figure pat00002

(i는 분산 발전을 가진 버스, t는 시간, vvnew는 각 개별 테스트를 위하 새로 업데이트된 volt-var 커브 기능에 대한 매개 변수, vvcon는 초기 또는 이전 personal 루프에서 최적으로 임시 선정된 volt-var 커브 기능에 대한 함수 매개 변수, w는 각 평가 지표의 가중치, Vi,t는 volt-var 함수의 매개 변수에 따른 시간(t)에서 버스(i)의 전압,

Figure pat00003
는 시간(t)에서의 버스(i)의 전압 편차 지수, Pt(vv)는 volt-var 함수의 파라미터에 따른 시간(t)에서의 시스템 손실, Qi(vv)는 volt-var 기능의 매개 변수에 따른 스마트 인버터의 무효전력 피크)(i is the bus with distributed generation, t is the time, vv new is the parameter for the newly updated volt-var curve function for each individual test, and vv con is the optimal tentative volt- in the initial or previous personal loop. var function parameters for the curve function, w is the weight of each evaluation index, V i,t is the voltage of the bus (i) at time (t) according to the parameters of the volt-var function,
Figure pat00003
is the voltage deviation exponent of the bus (i) at time (t), P t (vv) is the system loss at time (t) according to the parameter of the volt-var function, Q i (vv) is the voltage deviation index of the volt-var function Reactive power peak of smart inverter according to parameters)

여기서, 상기 다중 목적 함수는, 하기 수학식을 따라 제약조건을 반영할 수 있다.Here, the multi-objective function may reflect the constraint according to the following equation.

Figure pat00004
Figure pat00004

(Nconst는 제약 설정, wc는 페널티 계수, PFc는 각 제약조건에 대한 가중치)(N const is the constraint setting, w c is the penalty coefficient, PF c is the weight for each constraint)

상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법을 실시하면, 스마트인버터의 Volt-Var 기능의 매개 변수를 실제 운영 환경에 따라 최적으로 설정할 수 있는 이점이 있다.If the suitability evaluation method for the voltage-reactive power curve according to the spirit of the present invention of the above-described configuration is implemented, there is an advantage in that the parameters of the Volt-Var function of the smart inverter can be optimally set according to the actual operating environment.

본 발명의 전압-무효전력 커브의 최적 설정 방법은, 전력 시스템의 지표를 나타내는 전압 편차, 시스템 손실을 최소화하며, 분산전원의 출력에 영향을 받지 않기 위해 무효전력의 피크를 억제할 수 있는 이점이 있다.The optimal setting method of the voltage-reactive power curve of the present invention has the advantage of minimizing the voltage deviation and system loss representing the indicator of the power system, and suppressing the peak of the reactive power in order not to be affected by the output of the distributed power. have.

도 1은 종래 기술에 따른 스마트인버터의 일반적인 Volt-Var 기능의 커브를 도시한 그래프.
도 2는 본 발명의 사상에 따른 전압-무효전력 커브의 최적 설정 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도.
도 3은 종래 기술에 따른 스마트인버터의 운영 정책(조건)에 따른 Volt-Var 기능의 커브를 도시한 그래프.
도 4는 personal best 및 global best를 결정하는 과정을 도시한 흐름도.
도 5는 제안한 방안의 검증을 위한 배전계통의 테스트 모델을 나타내는 계통 구성도.
도 6은 한국에서의 1년간 태양광 발전 및 부하의 전력사용 패턴을 나타낸 그래프.
도 7은 기존 스마트인버터의 Volt-Var 기능(“Moderate”로 설정)의 적용하였을 경우를 시뮬레이션한 1년 간 전압의 패턴을 나타낸 그래프.
도 8a는 전압 지표 개선 효과 검증을 위한 케이스 비교 그래프.
도 8b는 케이스별 Volt-Var 기능 커브의 시간대 별 전압 지표를 도시한 그래프.
도 9a는 시스템 손실 개선 효과 검증을 위한 케이스 비교 그래프.
도 9b는 케이스 별 Volt-Var 기능 커브의 시간대별 시스템 손실을 도시한 그래프.
도 10a는 기여하는 무효전력 피크 억제 효과 검증을 위한 케이스 비교 그래프.
도 10b는 케이스 별 Volt-Var 기능 커브의 시간대 별 무효전력 피크량을 도시한 그래프.
1 is a graph showing a curve of a general Volt-Var function of a smart inverter according to the prior art.
2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for optimally setting a voltage-reactive power curve according to the spirit of the present invention;
Figure 3 is a graph showing a curve of the Volt-Var function according to the operation policy (condition) of the smart inverter according to the prior art.
4 is a flowchart illustrating a process of determining a personal best and a global best.
5 is a system configuration diagram showing a test model of the distribution system for verification of the proposed method.
6 is a graph showing the power usage pattern of solar power generation and load for one year in Korea.
7 is a graph showing a voltage pattern for one year simulated when the Volt-Var function (set to “Moderate”) of the existing smart inverter is applied.
8A is a case comparison graph for verifying the voltage indicator improvement effect.
8B is a graph showing the voltage index for each time period of the Volt-Var function curve for each case.
9A is a case comparison graph for verifying the system loss improvement effect.
9B is a graph showing the system loss over time of the Volt-Var function curve for each case.
10A is a case comparison graph for verifying the contributing reactive power peak suppression effect.
Figure 10b is a graph showing the reactive power peak amount for each time period of the Volt-Var function curve for each case.

본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 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. In describing the present invention, terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it can be understood that other components may exist in between. .

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다. In this specification, the terms include or include are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, and includes one or more other features or numbers, It may be understood that the existence or addition of steps, operations, components, parts or combinations thereof is not precluded in advance.

또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.In addition, shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description.

도 2는 본 발명의 사상에 따른 전압-무효전력 커브의 최적 설정 방법(즉, 적합도 평가 방법)의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating an exemplary embodiment of a method for optimally setting a voltage-reactive power curve (ie, a fitness evaluation method) according to the spirit of the present invention.

도시한 전압-무효전력 커브의 최적 설정 방법은, 초기 전압-무효전력 커브를 선택하는 단계(S120); 전압-무효전력 커브의 매개 변수 세트 설정을 위한, 전압 편차, 손실, 기여하는 무효전력의 피크 중 적어도 2개 이상에 대한 다중 목적함수를 구성하는 단계(S140); 및 상기 다중 목적함수를 이용하여 전압 편차, 손실, 기여하는 무효전력의 피크 중 선택된 관점에서의 최적의 매개 변수 세트를 가진 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계(S200)를 포함한다.The illustrated voltage-reactive power curve optimal setting method includes the steps of selecting an initial voltage-reactive power curve (S120); voltage - for setting a parameter set of the reactive power curve, voltage deviation, loss, and configuring a multi-objective function for at least two or more peaks of contributing reactive power (S140); and determining an optimal voltage-reactive power curve having an optimal parameter set from a viewpoint selected among voltage deviation, loss, and peak of contributing reactive power using the multi-objective function (S200).

도 3은 종래 기술에 따른 스마트인버터의 운영 정책(조건)에 따른 Volt-Var 기능의 커브를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing a curve of the Volt-Var function according to the operation policy (condition) of the smart inverter according to the prior art.

도 3은 Volt-Var 기능의 커브의 표준 기본 설정을 보여주는 것이다. 표준 설정은 기울기에 따라 "Aggressive(공격적)", "Moderate(보통)", "Mild(경량)"로 나타낼 수 있다. 표준의 volt-var 기능은 공칭 전압("Aggressive"제외)에 따라 불응대역이 존재한다. 불응 대역을 제외한 영역은 PCC 전압을 유지하는 데 도움이 되는 무효전력의 흡수 또는 주입을 위해 선형으로 구성될 수 있다. 도시한 곡선에 대한 무효전력의 피크는 인버터 용량과 운전자 우선 순위의 영향을 받을 뿐이다.Figure 3 shows the standard default setting of the curve of the Volt-Var function. The standard setting can be expressed as "Aggressive", "Moderate", "Mild" depending on the slope. The standard volt-var function has a non-response band depending on the nominal voltage (except "aggressive"). Regions other than the refractory band can be configured linearly for absorption or injection of reactive power to help maintain the PCC voltage. The peak of reactive power for the curve shown is only affected by inverter capacity and driver priority.

도시한 바와 같이, 종래 기술에서도 전력 시스템의 관리(운영) 정책에 따라, 어느 정도 Volt-Var 커브를 조정할 수 있다. 예컨대, 도 3에서 Aggressive는 가장 신속하게 계통의 무효전력을 보상하는 정책이나 목적을 가진 ESS 등의 인버터에 적용될 수 있으며, Moderate는 일반적인 인버터에 적용될 수 있으며, Mild는 안정적인 운영이 중요한 발전기 등의 인버터에 적용될 수 있다.As shown, even in the prior art, it is possible to adjust the Volt-Var curve to some extent according to the management (operation) policy of the power system. For example, in FIG. 3, Aggressive can be applied to inverters such as ESS, which has a policy or purpose to compensate reactive power of the system most quickly, Moderate can be applied to general inverters, and Mild is an inverter such as a generator where stable operation is important. can be applied to

본 발명에서는 도 3와 같은 전력 관리에 대한 시급성 vs 안정성 측면의 목적이나 정책에 따른 조정 외에도, 실제 전력 관리에 구체적으로 반영되며, 전력 시스템의 지표를 나타내는 전압 편차, 시스템 손실, 무효전력의 피크를 직접적으로 개선할 수 있는 최적의 Volt-Var 커브를 도출하는 방안을 제시한다.In the present invention, in addition to adjustment according to the purpose or policy in terms of urgency vs stability for power management as shown in FIG. 3, it is specifically reflected in actual power management, and voltage deviation, system loss, and peak of reactive power indicating an indicator of the power system A method of deriving an optimal Volt-Var curve that can be directly improved is presented.

본 발명에서는 상기 최적의 Volt-Var 커브 도출을 위해, Volt-Var 커브의 형태를 규정하는 각 기준점들(꺽인점이 된다)에 대한 최적 위치를 결정한다.In the present invention, in order to derive the optimal Volt-Var curve, the optimal position for each reference point (which becomes a broken point) defining the shape of the Volt-Var curve is determined.

상기 Volt-Var 커브의 각 기준점들로서, 도 2에 도시한 경우, Aggressive 커브는 3개, Moderate 및 Mild 커브는 5개의 기준점들을 가지는데, 원점을 고정시키거나 제외하는 경우, 2개, 4개로 한개씩 줄어든 기준점들을 가진다. 특정 커브를 규정하는 상기 기준점들의 집합이, 하나의 특정 매개 변수 세트를 구성할 수 있다.As each reference point of the Volt-Var curve, as shown in FIG. 2, the Aggressive curve has three reference points, and the Moderate and Mild curves have five reference points. When the origin is fixed or excluded, two and four are one by one. have reduced reference points. The set of reference points defining a specific curve may constitute one specific set of parameters.

본 발명에서는 상기 기준점들의 최적 위치 도출을 위해, 입자 군집 최적화(particle swarm optimization : PSO)를 적용할 수 있다.In the present invention, particle swarm optimization (PSO) may be applied to derive the optimal positions of the reference points.

PSO는 조류 무리 또는 어군에서 유기체의 움직임으로부터 모티브를 얻어 후보 솔루션을 반복적으로 개선하여 문제를 최적화하는 계산 방법으로서, PSO는 다른 세대의 낙관적 입자 만이 다른 입자로 정보를 전송하기 때문에 매우 간단하고 빠른 특성을 가진다. PSO 외에도 분포 시스템 문제를 해결하기 위한 유전자 알고리즘(GA), Ant Colony 알고리즘과 같은 최적화 방법이 이용될 수도 있다.PSO is a computational method that optimizes a problem by iteratively improving a candidate solution by taking a motif from the movement of organisms in a flock or school of fish. have In addition to PSO, optimization methods such as genetic algorithm (GA) and Ant Colony algorithm for solving distribution system problems may be used.

상술한 PSO 등 최적화 방법을 이용함에 있어서, 우선, 최적화 작업의 초기점을 지정하여야 하는 바, 이를 위해 초기 전압-무효전력 커브를 선택하는 단계(S120)를 수행한다. 예컨대, 하기에서는 상기 초기 전압-무효전력 커브로서 도 3의 커브들 중 Moderate(보통) 커브를 선택하는데, 다른 구현에서는 인버터의 장소적 시기적 특성에 따라 Aggressive(공격적) 커브나 Mild(경량) 커브를 선택할 수도 있다.In using the above-described optimization method such as PSO, first, an initial point of the optimization operation must be designated. For this, the step of selecting an initial voltage-reactive power curve (S120) is performed. For example, in the following, a Moderate curve is selected among the curves of FIG. 3 as the initial voltage-reactive power curve. In another implementation, an Aggressive curve or a Mild curve is selected according to the location and timing characteristics of the inverter. You can also choose

하기 수학식 1은 도 3의 커브들 중 Moderate(보통) 커브를 규정하기 위한 것으로, PCC전압에 따른 스마트인버터의 무효전력 지령치를 나타낸다.Equation 1 below is for defining a Moderate curve among the curves of FIG. 3, and represents the reactive power command value of the smart inverter according to the PCC voltage.

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 수학식에 따른 Volt-Var 커브에 따라 스마트인버터를 제어하면, 전압이

Figure pat00006
이하인 경우, 무효전력(
Figure pat00007
)을 기여하여 저전압 문제를 해결하고, 전압이
Figure pat00008
Figure pat00009
사이에 해당하는 경우, 선형적인 기울기를 그래프에 따라, 전압에 해당하는 무효전력을 기여한다. When the smart inverter is controlled according to the Volt-Var curve according to the above equation, the voltage is
Figure pat00006
If less than, reactive power (
Figure pat00007
) to solve the low voltage problem, and
Figure pat00008
Wow
Figure pat00009
If it corresponds to between, according to the linear slope graph, it contributes the reactive power corresponding to the voltage.

한편, 전압이

Figure pat00010
Figure pat00011
사이에 해당하는 경우, 불응 영역(Dead-Band)에 해당하므로 무효전력을 기여하지 않는다. On the other hand, the voltage
Figure pat00010
Wow
Figure pat00011
If it falls between, it does not contribute reactive power because it corresponds to a dead-band.

반면, 전압이

Figure pat00012
Figure pat00013
사이에 해당하는 경우, 선형적인 기울기를 그래프에 따라, 전압에 해당하는 무효전력을 기여하고, 전압이
Figure pat00014
이상인 경우, 무효전력(
Figure pat00015
)을 기여하여 과전압 문제를 해결한다.On the other hand, the voltage
Figure pat00012
Wow
Figure pat00013
If it falls between, according to the linear slope graph, it contributes the reactive power corresponding to the voltage, and the voltage is
Figure pat00014
In case of abnormality, reactive power (
Figure pat00015
) to solve the overvoltage problem.

다음, 다중 목적함수를 구성하는 단계(S140)에 대하여 살펴보겠다.Next, the step of constructing the multi-objective function ( S140 ) will be described.

하기 수학식 2는 스마트인버터의 Volt-Var 기능의 매개 변수 설정 시, 전압 편차, 손실, 기여하는 무효전력의 피크를 최소화하기 위한 다중 목적함수를 예시한다.Equation 2 below illustrates a multi-objective function for minimizing the peak of voltage deviation, loss, and contributing reactive power when setting the parameters of the Volt-Var function of the smart inverter.

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 수학식에서 i는 분산 발전을 가진 버스(Bus with distributed generation)이며, t는 시간이다.In the above equation, i is a Bus with distributed generation, and t is time.

상기 수학식에서, vvnew는 각 개별 테스트를 위하 새로 업데이트된 volt-var 커브 기능에 대한 매개 변수(Vvv1, Vvv2, Vvv3, Vvv4, Qvv1, Qvv4)이며, vvcon는 초기 또는 이전 personal 루프에서 최적으로 임시 선정된 volt-var 커브 기능에 대한 함수 매개 변수이다. w는 각 평가 지표(전압 편차, 라인 손실, 무효전력의 피크)의 무게(가중치)이다. In the above equation, vv new is the parameter (Vvv1, Vvv2, Vvv3, Vvv4, Qvv1, Qvv4) for the newly updated volt-var curve function for each individual test, and vv con is the optimal value in the initial or previous personal loop. Function parameters for the temporarily selected volt-var curve function. w is the weight (weight) of each evaluation index (voltage deviation, line loss, peak of reactive power).

상기 수학식에서, Vi,t는 volt-var 함수의 매개 변수에 따른 시간(t)에서 버스(i)의 전압을 나타내고,

Figure pat00017
는 시간(t)에서의 버스(i)의 전압 편차 지수를 나타낸다. 이때, 레퍼런스 전압 Vref는 예컨대, 22.9[kV]로 설정할 수 있다.In the above formula, V i,t represents the voltage of the bus (i) at time (t) according to the parameters of the volt-var function,
Figure pat00017
denotes the exponent of the voltage deviation of the bus i at time t. In this case, the reference voltage V ref may be set to, for example, 22.9 [kV].

상기 수학식에서, Pt(vv)는 volt-var 함수의 파라미터에 따른 시간(t)에서의 시스템 손실이고, Qi(vv)는 volt-var 기능의 매개 변수에 따른 스마트 인버터의 무효전력 피크이다.In the above equation, P t (vv) is the system loss at time (t) according to the parameter of the volt-var function, and Q i (vv) is the reactive power peak of the smart inverter according to the parameter of the volt-var function .

상기 수학식 2의 첫 번째 항목은, 초기 커브 방안(“Moderate”)대비 새로 설정된 매개 변수에 따른 전압 편차를 나타내고, 상기 수학식 2의 두 번째 항목은, 초기 커브 방안(“Moderate”) 대비 새로 설정된 매개 변수에 따른 시스템의 손실을 나타내고, 상기 수학식 2의 세 번째 항목은, 초기 커브 방안(“Moderate”) 대비 새로 설정된 매개 변수에 따른 무효전력 기여의 최대값을 나타낸다.The first item of Equation 2 represents a voltage deviation according to a parameter newly set compared to the initial curve method (“Moderate”), and the second item of Equation 2 is newly compared to the initial curve method (“Moderate”). It represents the loss of the system according to the set parameter, and the third item in Equation 2 represents the maximum value of the contribution of reactive power according to the newly set parameter compared to the initial curve method (“Moderate”).

ω는 각 항목에 가중치를 나타내며 높은 값일수록 결과에 더 많은 영향을 미치게 된다.ω indicates the weight of each item, and the higher the value, the more influence on the result.

상기 수학식 2는 각 사이트별 환경에서 시스템 성능을 향상시키기 위해 최적(최소)화해야 하는 목적 함수가 된다. 이는 스마트인버터의 volt-var 함수 설정은 시스템 성능의 지표를 나타내는 시스템 손실 및 전압 편차에 영향을 미치기 때문이다. 시스템(라인) 손실은 DSO 및 고객의 수익과 관련이 있으며, 전압 편차는 전력 품질 및 시스템 작동 계획과 직접 관련이 있다. Equation 2 above becomes an objective function to be optimized (minimized) in order to improve system performance in the environment for each site. This is because the volt-var function setting of the smart inverter affects the system loss and voltage deviation, which are indicators of system performance. System (line) losses are related to DSO and customer revenue, and voltage variations are directly related to power quality and system operation plan.

또한, 일부의 경우, volt-var 함수 기능을 설정하면, MPPT등에 연관되어 PV의 출력을 감소시키는 부작용의 가능성이 있다. 따라서 PV 출력은 개별 사업자의 이익과 직접 관련이 있기 때문에 스마트인버터에서 출력 감소를 유발하는 제어 장치를 장착하기는 곤란하다.In addition, in some cases, if the volt-var function function is set, there is a possibility of a side effect of reducing the output of PV in relation to MPPT, etc. Therefore, since PV output is directly related to the interests of individual operators, it is difficult to install a control device that causes output reduction in smart inverters.

상술한 사정을 감안하여 본 발명에서는 최적 Volt-Var 함수 커브를 결정하는 매개 변수를 설정시 고려하는 관점(항목 or 조건)으로서, 전압 편차, 시스템 손실 및 무효전력의 피크의 3개를 제시한 것이다.In consideration of the above circumstances, in the present invention, three peaks of voltage deviation, system loss, and reactive power are presented as a viewpoint (item or condition) to be considered when setting the parameters for determining the optimal Volt-Var function curve. .

그런데, 상기 수학식 2를 그대로 적용하는 경우, 전력 시스템 제어의 기본 조건을 만족시키는 못하는 형태로 최적 커브가 결정될 위험이 존재한다. 상기 위험을 차단하기 위해, 최적 매개 변수 결정에 있어서, 전력 시스템 제어를 위한 제약조건을 반영하는 것이 바람직하다.However, when Equation 2 is applied as it is, there is a risk that the optimal curve is determined in a form that does not satisfy the basic condition of power system control. In order to block the above risk, in determining the optimal parameter, it is preferable to reflect the constraint for power system control.

하기 수학식 3은 상기 제약조건을 고려한 최적의 매개 변수를 찾기 위한 적합도 값(Fitness Value)를 나타낸 것이다.Equation 3 below shows a fitness value for finding an optimal parameter in consideration of the above constraints.

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 수학식에서, Nconst는 제약 설정이고, wc는 페널티 계수이며, PFc는 각 제약조건에 대한 가중치이다. In the above equation, N const is a constraint setting, w c is a penalty coefficient, and PF c is a weight for each constraint.

상기 수학식 3은 상기 수학식 2와 제약조건을 사용하여 각 시뮬레이션 반복 기간(예: 1년)에서 시스템 성능을 개선하기 위한 적합도 값을 나타낸다. 최소(최적의) 적합도 값을 가진 입자(즉, 매개 변수, vvnew)는 시스템 성능을 최대화할 수 있는 volt-var 함수의 매개 변수를 나타낸다. 다시말해, 상기 수학식 3에 따른 페널티 계수로 인해 제약조건을 위반하는 경우에는 최적화 매개 변수로 고려되지 않게 된다.Equation 3 represents a goodness-of-fit value for improving system performance in each simulation iteration period (eg, 1 year) using Equation 2 and the constraints. The particle with the minimum (optimal) goodness-of-fit value (ie the parameter, vv new ) represents the parameter of the volt-var function that can maximize the system performance. In other words, when the constraint is violated due to the penalty coefficient according to Equation 3, it is not considered as an optimization parameter.

하기 수학식 4는 첫 번째 제약조건으로써 배전계통 시스템의 전압 유지범위를 나타낸다.Equation 4 below represents the voltage maintenance range of the distribution system as the first constraint.

Figure pat00019
Figure pat00019

하기 수학식 5는 두 번째 제약조건으로써 스마트인버터 Volt-Var 기능의 매개 변수의 설정 범위를 나타낸다. Equation 5 below represents the setting range of parameters of the smart inverter Volt-Var function as the second constraint.

Figure pat00020
Figure pat00020

상기 수학식 4 및/또는 수학식 5와 같이 매개 변수의 범위를 지정하여 Volt-Var 기능 커브의 본질적인 형태를 유지함과 동시에 시스템의 성능을 개선효과를 달성할 수 있다.By designating a range of parameters as in Equation 4 and/or Equation 5, an effect of improving system performance can be achieved while maintaining the essential shape of the Volt-Var function curve.

상기 PSO 알고리즘 등에 따라, 상기 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계(S200)는, 특정 매개 변수 세트로 설정하는 과정, 및 소정 테스트 기간(1년)에 대한 다수 시뮬레이션 데이터로 상기 특정 매개 변수 세트로 설정된 상기 다중 목적함수의 적합도를 산출하는 과정을, 후보 대상 매개 변수 세트들에 대하여 반복 수행하여, 가장 적합도가 높은 것을 선정하는 반복 단계; 및 선정된 특정 매개 변수 세트로 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.According to the PSO algorithm, etc., the step of determining the optimal voltage-reactive power curve (S200) includes a process of setting a specific parameter set, and a plurality of simulation data for a predetermined test period (1 year) with the specific parameter set an iterative step of repeatedly performing the process of calculating the fitness of the multi-objective function set to . and determining an optimal voltage-reactive power curve with the selected specific parameter set.

상기 PSO 알고리즘의 경우, 초기값으로 주어지거나, 또는 특정 회수에서 이전 과정에서 최적으로 결정된 입자(즉, 상기 매개 변수 세트) 위치에서, 최적의 입자 위치가 될 수 있는 후보 입자들을 선정하고, 각 후보 입자들에 대하여 상술한 수학식 1 내지 5에 따른 다중 목적함수를 적용하여, 각 후보 입자들에 대한 적합도 값(Fitness Value)을 산출하고, 조건에 따라 최소 또는 최대 적합도 값(Fitness Value)을 가지는 후보 입자를 상기 각 회수에서 결정된 최적값으로서, personal best를 결정한다.In the case of the PSO algorithm, candidate particles that are given as initial values or optimally determined in the previous process at a specific number of times (that is, the parameter set) are selected to select candidate particles that can be the optimal particle positions, and each candidate A fitness value for each candidate particle is calculated by applying the multi-objective function according to Equations 1 to 5 above with respect to the particles, and has a minimum or maximum fitness value according to conditions. A personal best is determined as an optimal value determined at each of the number of candidate particles.

상기 personal best를 결정하는 과정을 소정의 종료 조건을 만족할 때까지 반복하여, 최종적인 global best를 결정한다.The process of determining the personal best is repeated until a predetermined termination condition is satisfied to determine the final global best.

도 4는 상기 S200 단계가 상술한 personal best 및 global best를 결정하는 방식으로 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다. 즉, 도 4는 시스템 성능 최적화를 위한 스마트인버터의 Volt-Var 기능의 매개 변수 최적화를 위해, 최적의 매개 변수를 찾기 위한 알고리즘으로서 PSO를 활용한 구체적인 흐름을 나타낸다.4 is a flowchart illustrating a process in which step S200 is performed in a manner of determining the above-described personal best and global best. That is, FIG. 4 shows a detailed flow using PSO as an algorithm for finding the optimal parameter for parameter optimization of the Volt-Var function of the smart inverter for system performance optimization.

도시한 S220 단계는 도 2의 S120 단계와 연관하여, 상기 S120 단계에서 선택된 Volt-Var 함수 커브의 각 기준점들로, 입자를 초기화할 수 있다.In the illustrated step S220, in association with the step S120 of FIG. 2, particles may be initialized with reference points of the Volt-Var function curve selected in the step S120.

도시한 S240 단계에서는, 각 입자(위치)에 대하여 상기 수학식 3에 따른 적합도 값을 산출한다. In the illustrated step S240, a fitness value according to Equation 3 is calculated for each particle (position).

도시한 S260 단계에서는, 수행 중인 루프에 따라 상술한 personal best 또는 global best를 결정한다.In the illustrated step S260, the above-described personal best or global best is determined according to the loop being executed.

도시한 S280 단계는, 상기 수학식 4 및/또는 5 등에 의한 제약조건을 고려한 다중 목적 함수(수학식 3)의 최적 매개 변수를 종료조건이 만족될 때까지 반복 계산하기 위한 것이다.The illustrated step S280 is to iteratively calculate the optimal parameter of the multi-objective function (Equation 3) in consideration of the constraints by Equations 4 and/or 5, etc., until the termination condition is satisfied.

이하에서는, 상술한 본 발명에서 제안하는 다양한 제약조건들에 대한 효과에 대하여 살펴보겠다. Hereinafter, effects on various constraints proposed by the present invention will be described.

도 5는 제안한 방안의 검증을 위한 배전계통의 테스트 모델을 나타낸다. 도시한 테스트 모델은, 단거리(Feeder #1), 중거리(Feeder #2), 장거리(Feeder #3) 선로로 구성되며며 선종, 변압기 용량 등 한국의 배전계통 특성을 고려한 것이다.5 shows a test model of the distribution system for verification of the proposed method. The illustrated test model consists of short-distance (Feeder #1), medium-distance (Feeder #2), and long-distance (Feeder #3) lines, and takes into consideration the characteristics of the Korean distribution system such as line type and transformer capacity.

도 6은 한국에서의 1년간 태양광 발전 및 부하의 전력사용 패턴으로서, (좌)측 그래프는 태양광 발전 패턴이고, (우)측 그래프는 부하의 전력사용 패턴을 나타낸다. 즉, 도 6은 제안한 방안의 시뮬레이션 검증을 위한 테스트 데이터로서, 1년간 태양광 발전(조사량) 및 전력사용의 패턴을 나타낸 것이다. 6 is a one-year photovoltaic power generation and load power use pattern in Korea. The graph on the left shows the photovoltaic power generation pattern, and the graph on the right shows the power use pattern of the load. That is, FIG. 6 shows the pattern of solar power generation (irradiation amount) and power use for one year as test data for simulation verification of the proposed method.

도시한 전력사용에 대한 테스트 패턴은 도 2의 S200 단계, 즉, 도 4의 personal best 및 global best를 결정하는 과정에도 이용될 수 있다.The illustrated test pattern for power use may also be used in step S200 of FIG. 2 , that is, in the process of determining the personal best and global best of FIG. 4 .

도시한 패턴에서 알수 있는 바와 같이, 한국에서는 조사량, 온도 등 주변 환경에 따라 태양광 발전량은 5월에 가장 높고, 전력 사용 패턴은 냉/난방 부하에 의해 여름 및 겨울에 가장 높으며, 설날 및 추석에 의해 전력사용량이 급감한다.As can be seen from the pattern shown, in Korea, depending on the surrounding environment such as irradiation amount and temperature, the solar power generation amount is highest in May, and the power usage pattern is the highest in summer and winter due to the cooling/heating load, and is highest during Lunar New Year and Chuseok. power consumption is drastically reduced.

도 7은 기존 스마트인버터의 Volt-Var 기능(“Moderate”로 설정)의 적용하였을 경우를 시뮬레이션한 1년 간 전압의 패턴을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 스마트인버터의 Volt-Var 기능을 적용함으로써 전압의 패턴이 1[p.u.]에 가까워짐으로써 전압 편차는 어느 정도 감소함을 확인할 수 있다.7 shows a one-year voltage pattern simulated when the Volt-Var function (set to “Moderate”) of the existing smart inverter is applied. As shown, by applying the Volt-Var function of the smart inverter, it can be confirmed that the voltage deviation is reduced to some extent as the voltage pattern approaches 1 [p.u.].

본 발명의 사상에 따르는 최적화 Volt-Var 기능을 적용한 효과의 검증을 위해 우선 하기 표 1과 같이 사례를 분류 및 정의하겠다.In order to verify the effect of applying the optimized Volt-Var function according to the spirit of the present invention, first, cases will be classified and defined as shown in Table 1 below.

Figure pat00021
Figure pat00021

상기 표에서 W/O V-V는 스마트인버터의 Volt-Var 기능을 적용하지 않은 사례, Case A는 기존 설정을 한 경우의 사례를 나타내며, Case B는 다중 목적함수의 가중치를 동일하게 적용한 경우를 나타내며, Case C는 전압 편차에 더 많은 가중치를 적용하여 전압 편차 요소에 더욱 많은 개선 효과를 기대할 수 있는 경우이며, Case D는 시스템 손실에 더 많은 가중치를 적용하여 시스템손실 요소에 더욱 많은 개선 효과를 기대할 수 있는 경우이며, Case E는 무효전력 피크 억제에 더 많은 가중치를 적용하여 무효전력 피크 억제에 더욱 많은 개선 효과를 기대할 수 있는 경우이다.In the table above, W/O VV is a case in which the Volt-Var function of the smart inverter is not applied, Case A is a case in which the existing setting is made, and Case B is a case in which the weights of multiple objective functions are applied equally, Case C is a case in which more improvement effects can be expected in the voltage deviation factor by applying more weight to the voltage deviation, and in Case D, more improvement effects in the system loss factor can be expected by applying more weight to the system loss. Case E is a case in which more improvement effects can be expected in reactive power peak suppression by applying more weight to reactive power peak suppression.

도 8a 및 8b는 전압 지표 개선 효과 검증을 위한 케이스 비교 및 케이스별 Volt-Var 기능 커브의 시간대 별 전압 지표를 도시한 그래프이다. 8A and 8B are graphs illustrating a voltage index for each time period of a case comparison and a Volt-Var function curve for each case for verifying the improvement effect of the voltage index.

즉,도 8a 및 8b는 전압 지표 개선 효과 분석을 위한 사례 별로 비교 분석을 수행하며, 도 8b의 그래프의 전압 지표 개선 효과는 가중치를 가장 높게 산정한 Case C가 가장 효과적으로 개선(0에 가까울수록 공칭전압에 가까움)되었음을 알 수 있다. That is, in FIGS. 8A and 8B, comparative analysis is performed for each case for analyzing the voltage indicator improvement effect, and the voltage indicator improvement effect of the graph of FIG. 8B is most effectively improved in Case C, which has the highest weight (closer to 0, the nominal close to voltage).

한편, 도 8a의 그래프에서는 전압 지표 개선 효과가 가장 큰 Case C는 불감대 영역이 없는 최적의 Volt-Var 기능의 커브가 형성된다.On the other hand, in the graph of FIG. 8A , in Case C, which has the greatest effect of improving the voltage index, an optimal Volt-Var function curve without a deadband region is formed.

도 9a 및 9b는 시스템 손실 개선 효과 검증을 위한 케이스 비교 및 케이스 별 Volt-Var 기능 커브의 시간대별 시스템 손실을 도시한 그래프이다.9A and 9B are graphs showing the system loss over time of case comparison and Volt-Var function curve for each case for verifying the system loss improvement effect.

즉, 도 9a 및 9b는 시스템 손실 개선 효과 분석을 위한 사례 별로 비교 분석을 수행하며, 도 9b의 그래프에서 시스템 손실 개선 효과는 가중치를 가장 높게 산정한 Case D가 가장 효과적으로 개선되었음을 알 수 있다.That is, in FIGS. 9A and 9B, comparative analysis is performed for each case for analyzing the system loss improvement effect, and in the graph of FIG. 9B, it can be seen that Case D, which has the highest weight, improved the system loss improvement effect most effectively.

한편, 도 9b의 그래프에서는 시스템 손실 개선 효과에 따른 최적의 Volt-Var 기능의 커브는 선로 임피던스, 분산전원 및 부하의 전력 패턴, 선로 길이, 시스템 구성 등 다양한 요소에 영향을 받음을 보여준다. Meanwhile, the graph of FIG. 9B shows that the curve of the optimal Volt-Var function according to the system loss improvement effect is affected by various factors such as line impedance, distributed power and load power patterns, line length, and system configuration.

도 10a 및 10b은 기여하는 무효전력 피크 억제 효과 검증을 위한 케이스 비교 및 케이스 별 Volt-Var 기능 커브의 시간대 별 무효전력 피크량을 도시한 그래프이다. 10a and 10b are graphs showing the reactive power peak amount for each time period of the case comparison and the Volt-Var function curve for each case for verifying the contributing reactive power peak suppression effect.

즉, 도 10a 및 10b는 기여하는 무효전력 피크 억제 효과 분석을 위한 사례 별 비교 분석을 수행하며, 도 10b의 그래프는 시간대 별 무효전력의 피크 억제는 가중치를 가장 높게 산정한 Case E가 가장 효과적으로 개선되었음을 보여준다.That is, FIGS. 10a and 10b perform a comparative analysis for each case for the analysis of the contributing reactive power peak suppression effect, and the graph of FIG. 10b shows that Case E with the highest weight for peak suppression of reactive power by time period is most effectively improved show that it has been

한편, 도 10a의 그래프에서는 무효전력 피크 억제에 따른 최적의 Volt-Var 기능의 커브는, 피크가 발생되는 전압 영역에서 Case E가 가장 낮은 커브로 형성됨을 확인할 수 있다.On the other hand, in the graph of FIG. 10A, it can be confirmed that the curve of the optimal Volt-Var function according to the suppression of the reactive power peak is formed as the curve in which Case E is the lowest in the voltage region where the peak occurs.

하기 표 2는 상술한 시뮬레이션 결과를 정리한 것이다.Table 2 below summarizes the simulation results described above.

Figure pat00022
Figure pat00022

전압 편차에 가중치를 높게 산정한 Case C는 전압 최대값 및 최소값 및 1년간 전압지표의 합을 최소화하였음을 알 수 있다.It can be seen that Case C, in which the voltage deviation was given a high weight, minimized the sum of the maximum and minimum voltage values and the voltage index for one year.

시스템 손실에 가중치를 높게 산정한 Case D는 시스템 손실을 Volt-Var 기능 적용 하지 않은 경우 대비 6.2%, 기존 방안 대비 2% 가량 개선하였으며, 무효전력 피크를 억제하기 위해 가중치를 높게 산정한 Case E는 기존 방안 대비 75% 가량 억제 효과를 얻음을 알 수 있다.Case D, in which the system loss was weighted high, improved the system loss by 6.2% compared to the case where the Volt-Var function was not applied, and 2% compared to the existing method. It can be seen that the suppression effect is obtained by about 75% compared to the existing method.

각각 시스템 평가 요소에 동일한 가중치를 적용한 Case B는 평가지표 측면에서는 가장 개선됨을 확인할 수 있다.It can be seen that Case B, in which the same weight is applied to each system evaluation element, is the most improved in terms of evaluation index.

본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof, so the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. only do The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .

S120 : 초기 전압-무효전력 커브를 선택하는 단계
S140 : 다중 목적함수를 구성하는 단계
S200 : 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계
S120: Step of selecting the initial voltage-reactive power curve
S140: Step of constructing a multi-objective function
S200: determining the optimal voltage-reactive power curve

Claims (7)

초기 전압-무효전력 커브를 선택하는 단계;
전압-무효전력 커브의 매개 변수 세트 설정을 위한, 전압 편차, 손실, 기여하는 무효전력의 피크 중 적어도 2개 이상에 대한 다중 목적함수를 구성하는 단계; 및
상기 다중 목적함수를 이용하여 전압 편차, 손실, 기여하는 무효전력의 피크 중 선택된 관점에서의 최적의 매개 변수 세트를 가진 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계
를 포함하는 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법.
selecting an initial voltage-reactive power curve;
Constructing a multi-objective function for at least two or more of voltage deviation, loss, and peak of contributing reactive power for setting a parameter set of a voltage-reactive power curve; and
Determining an optimal voltage-reactive power curve having an optimal parameter set in a selected viewpoint among voltage deviation, loss, and peak of contributing reactive power using the multi-objective function
A fitness evaluation method for a voltage-reactive power curve including
제1항에 있어서,
상기 초기 전압-무효전력 커브를 선택하는 단계에서는,
상기 초기 전압-무효전력 커브로서 전압-무효전력 함수의 Moderate(보통) 커브를 선택하는 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법.
According to claim 1,
In the step of selecting the initial voltage-reactive power curve,
A fitness evaluation method for a voltage-reactive power curve in which a Moderate curve of a voltage-reactive power function is selected as the initial voltage-reactive power curve.
제1항에 있어서,
상기 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계에서는,
특정 매개 변수 세트로 설정하는 과정과,
소정 테스트 기간에 대한 다수 시뮬레이션 데이터로 상기 특정 매개 변수 세트로 설정된 상기 다중 목적함수의 적합도를 산출하는 과정을, 후보 대상인 각 매개 변수 세트들에 대하여 반복 수행하여, 가장 적합도가 높은 것을 선정하는 반복 단계; 및
선정된 특정 매개 변수 세트로 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계
를 포함하는 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법.
According to claim 1,
In the step of determining the optimal voltage-reactive power curve,
the process of setting it to a specific set of parameters, and
Repeating the process of calculating the fitness of the multi-objective function set to the specific parameter set with multiple simulation data for a predetermined test period for each parameter set as a candidate target, and selecting the one with the highest degree of fitness ; and
Determining an optimal voltage-reactive power curve with a selected set of specific parameters
A fitness evaluation method for a voltage-reactive power curve including
제3항에 있어서,
상기 최적 전압-무효전력 커브를 결정하는 단계에서는,
상기 매개 변수 세트를 입자(particle)로 삼은 입자 군집 최적화(particle swarm optimization : PSO) 기법을 적용하는 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법.
4. The method of claim 3,
In the step of determining the optimal voltage-reactive power curve,
A fitness evaluation method for a voltage-reactive power curve by applying a particle swarm optimization (PSO) technique using the parameter set as a particle.
제1항에 있어서,
상기 전압-무효전력 커브는 하기 수학식을 따르는 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법.
Figure pat00023

According to claim 1,
The voltage-reactive power curve is a voltage-reactive power curve according to the following equation.
Figure pat00023

제5항에 있어서,
상기 다중 목적 함수는,
하기 수학식을 따르는 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법.
Figure pat00024

(i는 분산 발전을 가진 버스, t는 시간, vvnew는 각 개별 테스트를 위하 새로 업데이트된 volt-var 커브 기능에 대한 매개 변수, vvcon는 초기 또는 이전 personal 루프에서 최적으로 임시 선정된 volt-var 커브 기능에 대한 함수 매개 변수, w는 각 평가 지표의 가중치, Vi,t는 volt-var 함수의 매개 변수에 따른 시간(t)에서 버스(i)의 전압,
Figure pat00025
는 시간(t)에서의 버스(i)의 전압 편차 지수, Pt(vv)는 volt-var 함수의 파라미터에 따른 시간(t)에서의 시스템 손실, Qi(vv)는 volt-var 기능의 매개 변수에 따른 스마트 인버터의 무효전력 피크)
6. The method of claim 5,
The multi-objective function is
A method for evaluating fitness for a voltage-reactive power curve according to the following equation.
Figure pat00024

(i is the bus with distributed generation, t is the time, vv new is the parameter for the newly updated volt-var curve function for each individual test, and vv con is the optimal tentative volt- in the initial or previous personal loop. var function parameters for the curve function, w is the weight of each evaluation index, V i,t is the voltage of the bus (i) at time (t) according to the parameters of the volt-var function,
Figure pat00025
is the voltage deviation exponent of the bus (i) at time (t), P t (vv) is the system loss at time (t) according to the parameter of the volt-var function, Q i (vv) is the voltage deviation index of the volt-var function Reactive power peak of smart inverter according to parameters)
제6항에 있어서,
상기 다중 목적 함수는,
하기 수학식을 따라 제약조건을 반영하는 전압-무효전력 커브에 대한 적합도 평가 방법.
Figure pat00026

(Nconst는 제약 설정, wc는 페널티 계수, PFc는 각 제약조건에 대한 가중치)





7. The method of claim 6,
The multi-objective function is
A fitness evaluation method for the voltage-reactive power curve reflecting the constraint according to the following equation.
Figure pat00026

(N const is the constraint setting, w c is the penalty coefficient, PF c is the weight for each constraint)





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