KR20220005757A - 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램 - Google Patents

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Abstract

실시예는 계통 데이터가 입력되는 단계; 입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 전력 패턴을 산출하는 단계; 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계; 상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법을 개시한다.

Description

계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램{APPARATUS, METHOD AND COMPUTER PROGRAM FOR DIAGNOSING ELECTRIC POWER DISTRIBUTION}
실시예는 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
전력계통 또는 배전계통은 전력을 생성하여 전송하는 송전계통과, 송전계통을 통해 전송된 전력을 수용가로 공급하는 배전계통으로 구성된다. 즉, 발전소에서 발전된 전력은 송전계통에 의해 배전계통으로 전송되고, 배전계통에서 각 수용가로 전력을 분배하여 공급하는 구조이다.
배전계통은 대규모의 발전소에서부터 수용가로 단방향의 전력공급이 이루어지는 중앙 집중형 구조로 되어 있으며, 전력계통의 설비 및 보호시스템도 이에 맞게 설계되어 운용되고 있다.
이에, 배전계통에서 변전소 등으로부터의 전력이 부하로 전달될 수 있다. 다만, 배전계통은 설비가 노후화되고 신재생 에너지와 같은 전원 접속 증가 등으로 계통 안정도가 하락하는 문제가 존재한다.
다만, 최근에는 태양광, 태양열, 풍력, 해상풍력, 조력, 파력 등으로 전력을 생산하는 다양한 형태의 분산전원이 개발됨에 따라, 송전계통 및 배전계통에 다양한 형태의 분산전원이 연계되고 있는 추세에 있다.
하지만, 분산전원은 기상 상태에 따라 발전되는 전력량의 편차가 크기 때문에 전력계통에 연계되는 분산전원의 규모가 증가함에 따라 전력계통의 안정적 운영이 어려운 문제점이 있다. 즉, 배전계통에 연계되는 분산전원은 향후 인근 배전망에 전력을 충분히 공급할 수 있지만, 배전계통으로 조류가 유입되는 역조류 문제가 발생할 수 있다.
이로써, 배전 계통에서 분산전원 또는 새로운 부하가 연계된 전력계통의 안정적 운영을 위해 다양한 형태의 계통해석을 정확하게 수행하는 필요성이 대두되고 있다.
실시예는 배전 계통으로 부하 또는 발전원이 새로 유입되는 경우 계통 안정성을 용이하게 판단하는 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
실시예는 보정 계수를 통해 보다 정확하게 부하 또는 발전원의 유입 가능성을 판단하는 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
실시예는 혹독한 조건을 통해 배전 계통의 안정성을 향상시킨 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 계통 진단 방법은 계통 데이터가 입력되는 단계; 입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 전력 패턴을 산출하는 단계; 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계; 상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계;를 포함한다.
상기 계통 전력 패턴을 산출하는 단계는, 상기 입력된 데이터로부터 계통 수요 패턴 및 계통 발전 패턴을 산출하는 단계; 제1 보정 계수를 상기 계통 수요 패턴에 모선 별로 적용하고, 제2 보정 계수를 상기 계통 발전 패턴에 모선 별로 적용하는 단계; 상기 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계는, 유입 수요 패턴 및 유입 발전 패턴 중 적어도 하나가 입력되는 단계;를 포함할 수 있다.
입력된 상기 유입 수요 패턴에 제3 보정 계수를 적용하고, 입력된 상기 유입 발전 패턴에 제4 보정 계수를 적용하는 단계; 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 산출하는 단계; 및 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 소정의 모선에 입력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계는, 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴, 상기 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 적용하여 모선 별 조류를 계산하는 단계; 및 역조류 발생 여부를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 역조류가 발생하면 상기 모선을 변경하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 역조류가 발생하지 않으면 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계는, 산출된 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진과 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 서로 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 비교하는 단계 이후에, 산출된 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진과 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴이 크면 연계 가능하다고 판단하고, 작다면 연계 불가를 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 연계 불가를 판단하면 상기 모선을 변경하는 단계;로 돌아갈 수 있다.
실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 하드웨어와 결합되어, 계통 데이터가 입력되는 단계; 입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 전력 패턴을 산출하는 단계; 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계; 상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계; 및 상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계;를 실행시키기 위하여 매체에 저장된다.
실시예에 따르면, 배전 계통으로 부하 또는 발전원이 새로 유입되는 경우 계통 안정성을 용이하게 판단하는 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 구현할 수 있다.
실시예는 보정 계수를 통해 보다 정확하게 부하 또는 발전원의 유입 가능성을 판단하는 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 구현할 수 있다.
실시예는 혹독한 조건을 통해 배전 계통의 안정성을 향상시킨 계통 진단 장치, 방법 및 컴퓨터 프로그램을 구현할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계통 진단 방법의 순서도이고,
도 2는 실시예에 따른 계통 진단 방법을 설명하는 배전 계통의 개략도이고,
도 3은 본 발명의 계통 전력 패턴을 도출하는 단계를 설명하는 순서도이고,
도 4는 본 발명의 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계를 설명하는 순서도이고,
도 5는 본 발명의 조류를 계산하는 단계를 설명하는 순서도이고,
도 6은 본 발명의 연계 가능 여부를 판단하는 단계에 대한 순서도이고,
도 7은 본 발명의 계통 진단 장치에 대한 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 계통 진단 방법의 순서도이고, 도 2는 실시예에 따른 계통 진단 방법을 설명하는 배전 계통의 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 계통 진단 방법은 계통 데이터가 입력되는 단계(S1100), 입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 전력 패턴을 산출하는 단계(S1200), 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계(S1300), 상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계(S1400), 및 상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계(S1500)를 포함할 수 있다.
계통 데이터를 입력할 수 있다(S1100). 계통 데이터는 배전 계통 자체 데이터로 관리자에 의해 입력될 수 있다. 또는 계통 데이터가 저장된 데이터일 수 있다. 예컨대, 배전 계통 자체 데이터는 선로정수, 배전 계통에 존재하는 다양한 장치(변압기, 개폐기 등)의 사양 정보로 이루어질 수 있다.
또한, 계통 데이터는 계측된 배전 계통 데이터를 포함할 수 있다. 계측된 배전 계통 데이터는 배전 계통에서 측정된 전압, 전류 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 계통 데이터는 입력된 이후에 저장될 수 있다.
그리고 입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 전력 패턴을 산출할 수 있다(S1200). 계통 전력 패턴은 일정 시간을 기준으로 산출될 수 있다. 예컨대, 계통 전력 패턴은 배전 계통에 기존재한 또는 유입전의 공급원에 의한 발전 패턴('계통 발전 패턴'이라 함)과 기존재한 또는 유입전의 부하에 의한 수요 패턴('계통 수요 패턴'이라 함)을 포함할 수 있다.
계통 발전 패턴과 계통 수요 패턴은 예컨대, 연 단위로 도출될 수 있다.
또한, 실시예는 수요 패턴 또는 발전 패턴을 입력할 수 있다(S1300), 수요 패턴('유입 수요 패턴'이라 함)은 유입되는 부하에서 소모되는 전력 패턴일 수 있다. 즉, 유입 수요 패턴은 유입되는 부하가 소정의 시간(이하 연 단위로 설명함) 동안 소모하는 전력의 패턴일 수 있다. 이러한 유입 수요 패턴은 유입되는 부하의 종류에 따라 변경될 수 있다.
그리고 발전 패턴('유입 발전 패턴'이라 함)은 유입되는 발전원이 공급하는 전력 패턴일 수 있다. 즉, 유입 발전 패턴은 유입되는 공급원이 공급하는 전력 패턴일 수 있다. 유입되는 공급원은 신재생에너지를 이용한 발전원을 포함할 수 있다. 즉, 유입 발전 패턴은 유입되는 공급원이 소정의 시간동안 공급하는 전력의 패턴이며, 이러한 유입 발전 패턴은 유입되는 공급원의 종류에 따라 변경될 수 있다.
상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산할 수 있다(S1400). 즉, 배전 계통의 수요 패턴과 발전 패턴에 유입 발전 패턴 또는 유입 수요 패턴이 유입되는 경우 배전 계통의 모선에서 조류를 계산할 수 있다.
그리고 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단할 수 있다(S1500). 실시예로, 계산된 조류에서 역조류 발생하거나 전압 또는 전류가 가용범위를 초과하는 경우에 연계 불가를 판단할 수 있다. 그리고 계산된 조류에서 역조류 발생하거나 전압 또는 전류가 가용범위 내인 경우에 연계 가능으로 판단할 수 있다. 나아가, 계산된 조류로부터 연간조류를 산출하고, 산출된 연간조류를 통해 선로 용량의 안전마진 여부를 용이하게 판단할 수 있다. 예컨대, 산출된 연간조류의 일정 비율을 마진율로 설정할 수 있다.
이하에서, 각 단계의 구체적인 내용을 설명한다.
실시예에 따른 배전 진단 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램은 배전 계통과 연계되어 동작할 수 있다. 그리고 배전 계통은 공급원(S), 배전 선로(DL), 모선(M), 부하(L), 발전부(P)를 포함할 수 있다. 그리고 추가적으로, 유입 부하(L')와 유입 발전부(P')가 배전 계통에 추가될 수 있으며, 실시예에 따른 배전 진단 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램은 이러한 유입 부하(L')와 유입 발전부(P')가 배전 계통의 모선(M)에 연계 가능한지 진단할 수 있다. 발전부는 발전원과 혼용될 수 있다.
공급원(S)은 배전 선로를 통해 수요자에게 전원을 제공할 수 있다. 이러한 공급원(S)은 발전소, 변전소, 분산전원 등을 포함할 수 있다. 나아가, 공급원(S)은 이러한 구성에 한정되지 않고 다양한 에너지 제공 원을 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는 공급원(S)을 변전소로 설명한다.
공급원(S)의 전원 등은 배전 선로(DL)를 따라 이동할 수 있다. 그리고 부하(L)는 전원을 공급받는 곳으로, 다양한 종류로 이루어질 수 있다. 실시예로, 부하(L)는 주택, 공장, 아파트, 상가, 공공시설 등을 포함할 수 있다. 그리고 부하(L)는 공급원(S)으로부터 입력된 전력을 소모할 수 있다.
모선(M)은 배전 계통의 일부 영역의 전압을 한곳으로 연결하는 라인일 수 있다. 이에, 모선(M)에 대해 조류 계산이 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 계통 진단 컴퓨터 프로그램은 하드웨어와 결합하여 상술한 각 단계를 실행시키기 위하여 매체에 저장될 수 있다.
도 3은 본 발명의 계통 전력 패턴을 도출하는 단계를 설명하는 순서도이다.
실시예에 따르면, 상술한 계통 전력 패턴을 산출하는 단계는 상기 입력된 데이터로부터 계통 수요 패턴 및 계통 발전 패턴을 산출하는 단계(S1210, 1240), 제1 보정 계수를 상기 계통 수요 패턴에 모선 별로 적용하고, 제2 보정 계수를 상기 계통 발전 패턴에 모선 별로 적용하는 단계(S1220, 1250) 및 상기 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 산출하는 단계(S1230, 1260)을 포함할 수 있다.
배전 계통에 대한 입력된 계통 데이터로부터 계통 수요 패턴 및 계통 발전 패턴을 산출할 수 있다(S1210, S1240)
그리고 산출된 계통 수요 패턴에 제1 보정 계수를 적용할 수 있다(S1220). 제1 보정 계수는 소정의 기준(예로, 시간) 별로 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 보정 계수는 월별 보정 계수가 적용될 수 있다. 즉, 연간 계통 수요 패턴에 월별 보정 계수인 제1 보정 계수를 적용하여 각 부하의 연간 계통 수요 패턴(예로, 수요량)에 월별 보정 계수를 적용하여 각 월마다 수요 전력량을 산출할 수 있다.
이 때, 제1 보정 계수는 계통 수요 패턴에 모선 별로 적용할 수 있다. 그리고 부하의 종류에 따라 제1 보정 계수는 상이한 값을 가질 수 있다.
제2 보정 계수는 소정의 기준(예로, 시간) 별로 설정될 수 있다. 제2 보정 계수는 월별 보정 계수가 설정될 수 있다. 제2 보정 계수는 공급원의 종류에 따라 변경될 수 있다. 제2 보정 계수는 공급원이 신재생 에너지원 중 화력발전인 경우 보정 계수가 낮을 수 있다. 이와 달리, 제2 보정 계수는 공급원이 신재생 에너지원 중 태양발전인 경우 보정 계수가 높을 수 있다.
나아가, 제2 보정 계수는 월별 보정 계수는 월마다 상이할 수 있다. 상술한 바와 같이 공급원이 태양 발전인 경우, 제2 보정 계수는 태양 에너지 조사량에 따라 상이할 수 있다. 예컨대, 제2 보정 계수는 북반구 기준으로 여름에 가장 클 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 실시예에 따른 계통 진단 방법은 보다 정확한 배전 계통의 진단을 수행할 수 있다.
그리고 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 산출할 수 있다(S1230, 1260).
제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴(보정된 계통 수요 패턴)은 월별 수요 전력량일 수 있다. 또한, 제2 보정 계수가 적용된 모션 별 계통 발전 패턴(보정된 계통 발전 패턴)은 월별 발전 전력량일 수 있다.
도 4는 본 발명의 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계를 설명하는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 상기 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계는 유입 수요 패턴 및 유입 발전 패턴 중 적어도 하나가 입력되는 단계를 포함할 수 있다.
즉, 유입 수요 패턴 및 유입 발전 패턴이 입력될 수 있다(S1310). 이러한 유입 수요 패턴 및 유입 발전 패턴은 사용자에 의해 입력될 수 있다. 그리고 유입 수요 패턴 및 유입 발전 패턴은 연간 또는 월별 수요 전력량 또는 발전 전력량으로 입력될 수도 있다.
그리고 입력된 상기 유입 수요 패턴에 제3 보정 계수를 적용하고, 입력된 상기 유입 발전 패턴에 제4 보정 계수를 적용 할 수 있다(S1320).
유입되는 대상이 부하인 경우 유입 수요 패턴이 입력되며, 유입되는 대상이 발전원인 경우 유입 발전 패턴이 입력될 수 있다. 유입 수요 패턴 및 유입 발전 패턴 중 적어도 하나가 입력될 수 있다.
실시예는, 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 산출할 수 있다(S1320).
구체적으로, 제3 보정 계수가 유입 수요 패턴에 입력될 수 있다. 제3 보정 계수는 소정의 기준(예로, 시간) 별로 설정될 수 있다. 예컨대, 제3 보정 계수는 월별 보정 계수가 적용될 수 있다. 즉, 유입 수요 패턴에 월별 보정 계수인 제3 보정 계수를 적용하여 유입 부하의 연간 수요 패턴(예로, 수요량 또는 부하량)에 월별 보정 계수를 적용하여 각 월마다 유입 부하의 수요 전력량을 산출할 수 있다. 이 때, 제3 보정 계수는 유입되는 부하의 종류에 따라 상이한 값을 가질 수 있다.
또한, 제4 보정 계수가 유입 발전 패턴에 입력될 수 있다. 제4 보정 계수는 소정의 기준(예로, 시간) 별로 설정될 수 있다. 제4 보정 계수는 월별 보정 계수가 설정될 수 있다. 제4 보정 계수는 유입되는 발전원(또는 공급원)의 종류에 따라 변경될 수 있다. 제4 보정 계수는 유입되는 공급원이 신재생 에너지원 중 화력발전인 경우 보정 계수가 낮을 수 있다. 이와 달리, 제4 보정 계수는 유입되는 공급원이 신재생 에너지원 중 태양발전인 경우 보정 계수가 높을 수 있다.
나아가, 제4 보정 계수는 월별 보정 계수는 월마다 상이할 수 있다. 상술한 바와 같이 공급원이 태양 발전인 경우, 제2 보정 계수는 태양 에너지 조사량에 따라 상이할 수 있다. 예컨대, 제4 보정 계수는 북반구 기준으로 여름에 가장 클 수 있다.
그리고 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 소정의 모선에 입력할 수 있다(S1340). 유입 수요 패턴만 입력된 경우, 보정된 유입 수요 패턴이 소정의 모선에 입력되고, 유입 발전 패턴만 입력된 경우, 보정된 유입 발전 패턴이 소정의 모선에 입력될 수 있다. 소정의 모선은 사용자에 의해 선택될 수 있으며, 보정된 유입 수요 패턴과 보정된 유입 발전 패턴은 서로 다른 또는 같은 모선에 입력될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 조류를 계산하는 단계를 설명하는 순서도이다.
상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계는, 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴, 상기 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 적용하여 모선 별 조류를 계산하는 단계 및 역조류 발생 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예로, 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴, 상기 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 적용하여 모선 별 조류를 계산할 수 있다.
즉, 보정된 계통 수요 패턴, 보정된 계통 발전 패턴과 배전 계통에 새로 유입되는 보정된 유입 수요 패턴 또는 보정된 유입된 발전 패턴을 배전 계통에서 모선에 적용할 수 있다. 이를 통해, 배전 계통에 대한 조류를 계산할 수 있다.
그리고 역조류 발생 여부를 판단할 수 있다. 이는 계측되는 전압의 크기나 전류의 위상(방향)을 통해 수행될 수 있다.
실시예로, 상기 역조류가 발생하면 상기 모선을 변경할 수 있다. 즉, 선택된 모선 이외의 모선에 대보정된 유입 수요 패턴 또는 보정된 유입 발전 패턴을 반영하여 조류 계산이 수행될 수 있다. 예컨대, 소정의 모선이 전체 모선인 경우에 적용 불가로 판단할 수도 있다. 또는 전체 모선 중 일부에 적용 가능한 경우 일부 모선에 대해서 조류 계산을 수행할 수 있다.
그리고 상기 역조류가 발생하지 않으면 모선에서 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진을 산출할 수 있다. 최대 부하 마진은 해당 모선에서 가능한 또는 나머지의 최소 부하이고, 최소 용량 마진은 해당 모선에서 가능한 또는 나머지의 최소인 최대 용량일 수 있다.
도 6은 본 발명의 연계 가능 여부를 판단하는 단계에 대한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계는, 산출된 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진과 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 서로 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
산출된 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진과 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 서로 비교할 수 있다(S1510).
특히, 산출된 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진과 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴이 크면 연계 가능하다고 판단하고, 작다면 연계 불가를 판단할 수 있다(S1520, 1530)
산출된 최대 부하 마진이 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴의 적정값보다 크면 연계 가능하다고 판단한다(S1520).
적정값은 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴보다 클 수 있다. 예컨대, 적정값은 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴에 소정의 가중치가 곱해질 수 있다. 이는 유입 수요 패턴의 종류에 따라 상이할 수 있다. 즉, 유입된 부하의 종류에 따라 상이할 수 있다.
또한, 산출된 최소 용량 마진이 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴의 적정값보다 작으면 연계 가능하다고 판단한다(S1520).
적정값은 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴보다 작을 수 있다. 예컨대, 적정값은 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴에 소정의 가중치가 곱해질 수 있다. 소정의 가중치는 1보다 작을 수 있다. 그리고 가중치는 유입 발전 패턴의 종류에 따라 상이할 수 있다. 즉, 적정값은 유입된 발전원의 변동값에 따라 상이할 수 있다.
상술한 비교와 반대인 경우에 연계 불가라고 판단한다(S1530).
이 때, 연계 불가를 판단하면 상기 모선을 변경하는 단계로 돌아갈 수 있다(S1440).
이러한 구성에 의하여, 가혹한 조건으로 배전 계통에 수요(예. 대용량 사용자) 또는 발전(예로, 신재생 사업자)가 입력될 수 있는 지에 대한 여부를 판단할 수 있다. 즉 진단 정확도가 향상되어, 수요 또는 발전이 유입되는 경우 배전 계통의 안정도를 더욱 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 계통 진단 장치에 대한 블록도이다.
실시예에 따르면, 계통 진단 장치(100)는 데이터 입력부(110), 계통 전력 패턴 도출부(120), 수요 또는 발전 패턴 입력부(130), 조류 계산부(140) 및 연계 판단부(150)를 포함할 수 있다.
데이터 입력부(110)는 상술한 바와 같이 계통 데이터가 입력될 수 있다.
계통 데이터는 상술한 바와 같이 배전 계통 자체 데이터로 관리자에 의해 입력될 수 있다. 또는 계통 데이터가 저장된 데이터일 수 있다. 예컨대, 배전 계통 자체 데이터는 선로정수, 배전 계통에 존재하는 다양한 장치(변압기, 개폐기 등)의 사양 정보로 이루어질 수 있다.
또한, 계통 데이터는 계측된 배전 계통 데이터를 포함할 수 있다. 계측된 배전 계통 데이터는 배전 계통에서 측정된 전압, 전류 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 계통 데이터는 입력된 이후에 저장될 수 있다.
계통 전력 패턴 도출부(120)는 계통 전력 패턴을 산출할 수 있다. 계통 전력 패턴은 일정 시간을 기준으로 산출될 수 있다. 예컨대, 계통 전력 패턴은 배전 계통에 기존재한 또는 유입전의 공급원에 의한 발전 패턴('계통 발전 패턴'이라 함)과 기존재한 또는 유입전의 부하에 의한 수요 패턴('계통 수요 패턴'이라 함)을 포함할 수 있다.
계통 발전 패턴과 계통 수요 패턴은 예컨대, 연 단위로 도출될 수 있다.
수요 또는 발전 패턴 입력부(130)는 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력될 수 있다. 또한, 수요 패턴('유입 수요 패턴'이라 함)은 유입되는 부하에서 소모되는 전력 패턴일 수 있다. 즉, 유입 수요 패턴은 유입되는 부하가 소정의 시간(이하 연 단위로 설명함) 동안 소모하는 전력의 패턴일 수 있다. 이러한 유입 수요 패턴은 유입되는 부하의 종류에 따라 변경될 수 있다.
그리고 발전 패턴('유입 발전 패턴'이라 함)은 유입되는 발전원이 공급하는 전력 패턴일 수 있다. 즉, 유입 발전 패턴은 유입되는 공급원이 공급하는 전력 패턴일 수 있다. 유입되는 공급원은 신재생에너지를 이용한 발전원을 포함할 수 있다. 즉, 유입 발전 패턴은 유입되는 공급원이 소정의 시간동안 공급하는 전력의 패턴이며, 이러한 유입 발전 패턴은 유입되는 공급원의 종류에 따라 변경될 수 있다.
그리고 조류 계산부(140)는 상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산할 수 있다.
즉, 배전 계통의 수요 패턴과 발전 패턴에 유입 발전 패턴 또는 유입 수요 패턴이 유입되는 경우 배전 계통의 모선에서 조류를 계산할 수 있다.
그리고 연계 판단부(150)는 상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단할 수 있다. 나아가, 각 구성요소는 상술한 계통 진단 방법의 각 단계를 각각 수행할 수 있음을 이해해야 한다.
실시예로, 계산된 조류에서 역조류 발생하거나 전압 또는 전류가 가용범위를 초과하는 경우에 연계 불가를 판단할 수 있다. 그리고 계산된 조류에서 역조류 발생하거나 전압 또는 전류가 가용범위 내인 경우에 연계 가능으로 판단할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 계통 진단 장치(100)는 수신된 계통 데이터를 이용하여 이하의 기능을 추가적으로 수행할 수 있다. 이하에서 추가적인 기능은 계통 진단 장치(100)의 컨트롤러에서 수행될 수 있다.
계통 진단 장치(100)는 계통 데이터 중 전압, 전류 등을 통해 다양한 전력 품질을 평가할 수 있다. 실시예로, 계통 진단 장치는 임펄스 과도 현상, 진동 과도 현상, 중간 주파 과도현상, 장기간 전압 변동, 과전압, 부족전압, 영구정전, 단기간 전압변동, 순간전압강하, 전압 불평형 각각의 조건에 만족하는지 여부를 판단하여 전력품질을 평가할 수 있다. 나아가, 계통 진단 장치(100)는 계통 데이터에서 상술한 각 현상의 지속 시간을 바탕으로 전력 품질을 판단할 수 있음을 이해해야 한다.
그리고 계통 진단 장치(100)는 계통 데이터를 이용하여 전압 품질이 불안정한 지점의 원인을 상술한 현상 등으로 판단하고, 각 현상에 대한 맞춤형 해결방안을 도출할 수 있다. 예컨대, 계통 진단 장치(100)는 부족전압인 경우 선로의 경로를 변경하여 전압을 적정 레벨로 유지하게할 수 있다.
또한, 계통 진단 장치(100)는 계통 데이터를 이용하여 변압기별 용량을 산출할 수 있다. 이는 상술한 계통 전력 패턴을 이용해서 산출될 수도 있다. 그리고 계통 진단 장치는 변압기 별 산출된 용량과 부하량을 서로 비교할 수 있다. 나아가, 계통 진단 장치는 각 변압기별 연결된 부하의 적정성을 판단할 수 있다. 예컨대, 계통 진단 장치는 각 변압기별 용량 대비 소정의 비율이 최대 부하량이 되는지 여부를 통해 부하량 적정성을 판단할 수 있다. 보다 정확한 판단을 위해 계통 진단 장치는 유효/무효 전력, 모선에서 각 상의 전압, 변압기의 2차측 전압, 유효/무효 손실률, 선로 손실률, 변압기 손실률, 월간 누적손실률, 3상 상불평형률 등을 모두 고려할 수 있다.
또한, 계통 진단 장치는 계통 데이터의 전류/전압의 방향 또는 크기를 이용하여, 단락,지락 등의 사고 방향 위치 및 사고 종류를 용이하게 판단할 수 있다. 예컨대, 계통 진단 장치는 선로 상의 전류가 2개의 방향을 갖는 경우 지락이 발생한 경우에 사고 종류를 지락으로 판단하며, 2개의 방향을 갖는 선로 상에 사고가 발생함을 판단할 수 있다. 계통 진단 장치(100)는 이러한 사고 발생 여부 및 사고 위치를 실시간으로 서버로 송신할 수 있다. 여기서, 서버는 계통 진단 장치에서 판단하거나 도출된 모든 정보가 저장되는 하드웨어 장치 등을 포함할 수 있다. 이에, 서버는 상기 계통 진단 장치(100)로부터 수신된 데이터를 이용하여 전력 계통의 상황을 관리자에게 제공할 수 있다. 이 때, 서버는 디스플레이 장치 등과 연결되거나 이를 포함하여 관리자에게 계통의 상황을 표시할 수 있다. 이에, 관리자는 계통 상황(예로, 선로용량 안전 마진 여부, 부하량 적정성, 사고 발생 여부) 등을 신속하게 인식할 수 있으며, 상술한 바와 같이 부하 또는 발전원의 모선에 대한 연계가부 등도 용이하게 인식할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
또한, 하드웨어와 결합된 컴퓨터 프로그램은 상술한 장치의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현 되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다. 여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 장치 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 장치 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 장치 및 그 방법은, 다양한　컴퓨터　수단을 통하여 수행될 수 있는　프로그램　명령 형태로 구현되어　컴퓨터　판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기　컴퓨터　판독 가능 매체는　프로그램　명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는　프로그램　명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나　컴퓨터　소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　컴퓨터　판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은　프로그램　명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어　장치가 포함된다.　프로그램　명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서　컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어　장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 계통 데이터가 입력되는 단계;
    입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 전력 패턴을 산출하는 단계;
    수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계;
    상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 계통 전력 패턴을 산출하는 단계는,
    상기 입력된 데이터로부터 계통 수요 패턴 및 계통 발전 패턴을 산출하는 단계;
    제1 보정 계수를 상기 계통 수요 패턴에 모선 별로 적용하고, 제2 보정 계수를 상기 계통 발전 패턴에 모선 별로 적용하는 단계;
    상기 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 산출하는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계는,
    유입 수요 패턴 및 유입 발전 패턴 중 적어도 하나가 입력되는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    입력된 상기 유입 수요 패턴에 제3 보정 계수를 적용하고, 입력된 상기 유입 발전 패턴에 제4 보정 계수를 적용하는 단계;
    상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 산출하는 단계; 및
    상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 소정의 모선에 입력하는 단계;를 더 포함하는 계통 진단 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계는,
    상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴, 상기 제1 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 수요 패턴 및 상기 제2 보정 계수가 적용된 모선 별 계통 발전 패턴을 적용하여 모선 별 조류를 계산하는 단계; 및
    역조류 발생 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 역조류가 발생하면 상기 모선을 변경하는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 역조류가 발생하지 않으면 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진을 산출하는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계는,
    산출된 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진과 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴을 서로 비교하는 단계를 포함하는 계통 진단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비교하는 단계 이후에,
    산출된 최대 부하 마진 또는 최소 용량 마진과 상기 제3 보정 계수가 적용된 유입 수요 패턴 및 상기 제4 보정 계수가 적용된 유입 발전 패턴이 크면 연계 가능하다고 판단하고, 작다면 연계 불가를 판단하는 단계;를 포함하는 계통 진단 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 연계 불가를 판단하면 상기 모선을 변경하는 단계;로 돌아가는 계통 진단 방법.
  11. 계통 데이터가 입력되는 데이터 입력부;
    입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 수요 패턴 또는 계통 발전 패턴을 포함하는 계통 전력 패턴을 도출하는 계통 전력 패턴 도출부;
    수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 수요 또는 발전 패턴 입력부;
    상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 조류 계산부; 및
    상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 연계 판단부;를 포함하는 계통 진단 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 계통 데이터 중 전압, 전류를 통해 전력 품질을 평가하는 컨트롤러;를 더 포함하는 계통 진단 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 계통 데이터를 이용하여 별압기별 용량을 산출하고, 변압기 별 산출된 용량과 부하량을 비교하여 부하의 적정성을 판단하는 계통 진단 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 유효/무효 전력, 모선에서 각 상의 전압, 변압기의 2차측 전압, 유효/무효 손실률, 선로 손실률, 변압기 손실률, 월간 누적손실률, 3상 상불평형률 중 적어도 하나를 수행하는 계통 진단 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 계통 데이터의 전류/전압의 방향 또는 크기를 이용하여, 단락,지락 등의 사고 방향 위치 및 사고 종류를 판단하는 계통 진단 장치.
  16. 하드웨어와 결합되어, 계통 데이터가 입력되는 단계;
    입력된 계통 데이터를 이용하여 계통 전력 패턴을 산출하는 단계;
    수요 패턴 또는 발전 패턴이 입력되는 단계;
    상기 산출된 계통 전력 패턴, 상기 수요 패턴 또는 상기 발전 패턴을 이용하여 소정의 모선의 조류를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 조류를 이용하여 상기 소정의 모선에 대한 연계 가능 및 연계 불가 중 어느 하나를 판단하는 단계;를 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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