KR20220034560A - TCSC Impedance Determination Method and TCSC Control Apparatus using Online Grid Data - Google Patents

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KR20220034560A
KR20220034560A KR1020200117103A KR20200117103A KR20220034560A KR 20220034560 A KR20220034560 A KR 20220034560A KR 1020200117103 A KR1020200117103 A KR 1020200117103A KR 20200117103 A KR20200117103 A KR 20200117103A KR 20220034560 A KR20220034560 A KR 20220034560A
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impedance
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한기선
윤종수
곽주식
양성은
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한국전력공사
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Abstract

According to the present invention, a thyristor controlled series capacitor (TCSC) impedance determination method using online grid data includes: acquiring grid operation data; determining an overload occurrence state of a line or a transformer by calculating a flow by using the grid operation data at a specific impedance value of a TCSC; calculating an overload index of an entire grid when an overload occurs; calculating a power transmission loss index of the entire grid when the overload does not occur; changing the specific impedance value; determining whether the changed impedance value is within a drivable region, and performing the calculation of the flow again by using the grid operation data at the changed impedance value when the changed impedance value is within the drivable region; and confirming an optimal impedance value by using the calculated overload index and the calculated power transmission loss index when the changed impedance value is out of the drivable region. Accordingly, an optimal operating point is selected even when a grid operation environment is changed rapidly.

Description

온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법 및 TCSC 제어 장치{TCSC Impedance Determination Method and TCSC Control Apparatus using Online Grid Data}TCSC Impedance Determination Method and TCSC Control Apparatus using Online Grid Data

본 발명은 SCADA 등 온라인으로 제공되는 계통 데이터를 이용하여 전체 계통에 대하여 최적인 TCSC 임피던스를 결정하는 TCSC 임피던스 결정 방법 및 상기 결정된 TCSC 임피던스로 TCSC를 제어하는 TCSC 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a TCSC impedance determination method for determining an optimal TCSC impedance for an entire system using system data provided online, such as SCADA, and a TCSC control device for controlling TCSC with the determined TCSC impedance.

최근 전력계통의 송전용량 증대와 안정도 향상을 목적으로 FACTS (Flexible AC Transmission System) 설비들의 도입이 추진되고 있다. FACTS 설비들은 기존의 수동설비들과 달리 빠른 동특성을 가지며 이를 통해 동적 안정도 검토에 기여할 수 있다.Recently, the introduction of FACTS (Flexible AC Transmission System) facilities is being promoted for the purpose of increasing the transmission capacity and improving the stability of the power system. FACTS facilities have fast dynamic characteristics unlike existing manual facilities, and through this, it can contribute to dynamic stability review.

도 1a는 일반적인 TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor)의 회로 구성을 도시하며, 도 1b는 일반적인 TCSC에 의한 선로 임피던스 제어 효과를 나타낸 것이다.FIG. 1A shows a circuit configuration of a general Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC), and FIG. 1B shows the line impedance control effect by the general TCSC.

TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor)는 도 1a에 같이 직렬 커패시터와 싸이리스터 제어 가능 리액터로 구성되는 직렬 FACTS(Flexible AC Transmission System)로서 송전선로에 직렬로 설치하여 선로의 임피던스를 제어하는 설비이다. A Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC) is a series FACTS (Flexible AC Transmission System) composed of a series capacitor and a thyristor controllable reactor as shown in FIG.

도 1b에 도시한 바와 같이, TCSC의 싸이리스터 점호각 제어를 통하여 리액터에 흐르는 전류량을 조절하여 직렬 커패시터와의 합성 임피던스

Figure pat00001
를 연속적으로 제어할 수 있다. 이는 TCSC가 선로에 설치될 때 선로의 임피던스를 제어 할 수 있음을 의미하므로, TCSC를 통하여 송전선로에 흐르는 전력량을 제어할 수 있다.As shown in FIG. 1B, the combined impedance with the series capacitor is adjusted by controlling the amount of current flowing through the reactor through the thyristor firing angle control of the TCSC.
Figure pat00001
can be continuously controlled. This means that when the TCSC is installed on the line, the impedance of the line can be controlled, so the amount of power flowing through the transmission line can be controlled through the TCSC.

하기 수학식 1은 싸이리스터 점호각 α의 함수로 표현되는 TCSC의 임피던스 X(α)이다. Equation 1 below is the impedance X(α) of the TCSC expressed as a function of the thyristor firing angle α.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 수학식에서,

Figure pat00003
, α : 점호각, k=λ/ω, ω=2πf, f=60Hz,
Figure pat00004
이다.In the above formula,
Figure pat00003
, α: firing angle, k=λ/ω, ω=2πf, f=60Hz,
Figure pat00004
am.

도 2는 점호각에 따른 TCSC 임피던스 특성을 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the TCSC impedance characteristics according to the firing angle.

점호각의 크기에 따라 TCSC의 임피던스는 상기 수학식 1과 같이 도출되고 이를 도식적으로 나타내면 도 2와 같다. 도시한 그래프에서 X축은 점호각, Y축은 임피던스, α0는 공진 주파수, αM은 용량성 운전시 점호각 한계이다. 도시한 바와 같이 점호각의 크기에 따라 TCSC 임피던스가 유도성 리액턴스(Inductive Reactance)가 되거나 용량성 리액턴스(Capacitive Reactance)가 된다. 그런데 이 사이에는 공진 영역(α0 근처)이 있으며, 이 영역에서는 운전이 불가능하다. 송전선로의 임피던스를 보상하기 위해서 TCSC는 주로 용량성 리액턴스 영역(XC)에서 운전된다.According to the magnitude of the firing angle, the impedance of the TCSC is derived as shown in Equation 1, which is schematically shown in FIG. 2 . In the graph shown, the X axis is the firing angle, the Y axis is the impedance, α 0 is the resonance frequency, and α M is the firing angle limit during capacitive operation. As shown, depending on the size of the firing angle, the TCSC impedance becomes inductive reactance or capacitive reactance. However, there is a resonance region (near α 0 ) between them, and operation is impossible in this region. In order to compensate the impedance of the transmission line, the TCSC is mainly operated in the capacitive reactance region (X C ).

도 3은 상술한 일반적인 TCSC의 임피던스 제어를 위한 제어 알고리즘을 설명하기 위한 기능 블록도이다. 3 is a functional block diagram for explaining a control algorithm for impedance control of the aforementioned general TCSC.

도 4는 다소 복잡한 계통 사례로서 IEEE 32 모선 계통도이다.4 is a schematic diagram of an IEEE 32 busbar as a rather complicated system example.

도 3에 도시한 바와 같이, 운전자가 제어기에 원하는 임피던스 제어값(Xref)을 입력하면, 해당 임피던스에 적합한 싸이리스터 점호각(αref)이 선형화 과정을 통하여 계산되고, 선로 전류의 위상(Phase)과 동기(Synchronization)를 기반으로 싸이리스터 점호각 제어를 위한 점호 펄스(Firing Pulse)가 도출되어 TCSC 임피던스 제어, 즉 송전선로 전력조류 제어가 수행된다.As shown in FIG. 3 , when the driver inputs a desired impedance control value (X ref ) to the controller, a thyristor firing angle (α ref ) suitable for the impedance is calculated through a linearization process, and the phase of the line current (Phase ) and synchronization, a firing pulse for thyristor firing angle control is derived, and TCSC impedance control, that is, transmission line power current control is performed.

도 3에 도시한 TCSC 임피던스 제어 방식은 간단한 계통에서는 가능하나, 도 4와 같이 복잡한 계통의 경우 적용하기 어렵다. 왜냐하면, TCSC 선로의 임피던스 제어(전력조류 제어)가 다른 계통에 어떠한 파급효과를 나타낼지 운전자가 직관적으로 알기 어렵기 때문이다. The TCSC impedance control method shown in FIG. 3 is possible for a simple system, but is difficult to apply to a complex system as shown in FIG. 4 . This is because it is difficult for the driver to intuitively know what kind of ripple effect the impedance control (power current control) of the TCSC line will have on other systems.

상술한 사정으로, 일반적인 TCSC 운전을 위하여 사전에 다양한 계통해석을 수행하여 여러 가지 상황별 운전 값을 미리 도출하고 이를 기반으로 운전자가 입력지령을 내리는 방법을 사용하는 것이 거의 유일한 대응 방안이었다.Due to the above circumstances, for general TCSC operation, it was almost the only response method to perform various systematic analysis in advance to derive operation values for various situations in advance, and then use a method in which the driver issues an input command based on this.

이러한 방법은 어느 정도 계통 전체를 고려한 TCSC 운전 방안이 될 수는 있으나, 현재 계통 상황이 사전에 검토한 계통 시나리오와 다를 경우 문제가 될 수 있다. 계통 검토 시나리오와 크게 다른 계통 운전 환경(예외적인 발전, 부하 탈락, 선로 휴전)에서는 이에 대응할 수 있는 새로운 운전점이 도출되어야 함에 기인한다. 이러한 경우 운전자의 직관, 경험에 따른 운전점(임피던스) 선택이 불가피하기 때문이다.Although this method can be a TCSC operation plan that considers the entire system to some extent, it can be a problem if the current system situation is different from the previously reviewed system scenario. This is due to the need to derive a new operating point that can respond to the system operation environment (exceptional power generation, load loss, line truce) that is significantly different from the system review scenario. This is because, in this case, it is inevitable to select a driving point (impedance) according to the driver's intuition and experience.

대한민국등록공보 10-1378545호Republic of Korea Registration No. 10-1378545

본 발명은 복잡한 계통 연결 구조에서도 해당 선로의 임피던스 제어와 이를 통한 전력조류 제어가 가능한 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법 및 TCSC 제어 장치를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a TCSC impedance determination method and a TCSC control device using online system data capable of controlling the impedance of a corresponding line and controlling a power current through it even in a complex system connection structure.

본 발명은 계통 운전 환경이 급변하는 경우에도 최적의 운전점을 선택할 수 있는 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법 및 TCSC 제어 장치를 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a TCSC impedance determination method and a TCSC control device using online system data that can select an optimal operating point even when the system operating environment changes rapidly.

본 발명의 일 측면에 따른 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법은, 계통 운영 데이터를 획득하는 단계; TCSC의 특정 임피던스값에서의 상기 계통 운영 데이터를 이용한 조류 계산으로 선로 또는 변압기의 과부하 발생 유무를 확인하는 단계; 과부하가 발생되는 경우 전체 계통에 대한 과부하 지수를 계산하는 단계; 과부하가 발생되지 않는 경우 전체 계통의 전력 전송 손실 지수를 계산하는 단계; 상기 특정 임피던스값을 변경하는 단계; 변경된 임피던스값이 운전가능한 영역인지 확인하여, 운전가능한 영역이면, 변경된 임피던스값에서의 상기 계통 운영 데이터를 이용한 조류 계산을 다시 수행하는 단계; 및 운전가능한 영역을 벗어나면, 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 이용하여 최적 임피던스값(운전을 수행할 임피던스값)을 확정하는 단계를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for determining TCSC impedance using online system data, the method comprising: acquiring system operation data; checking whether overload occurs in a line or a transformer by calculating a current using the system operation data at a specific impedance value of TCSC; Calculating an overload index for the entire system when an overload occurs; Calculating the power transmission loss index of the entire system when no overload occurs; changing the specific impedance value; checking whether the changed impedance value is an operable region, and if it is an operable region, performing tidal current calculation again using the system operation data in the changed impedance value; and when out of the operable area, determining an optimal impedance value (impedance value for performing operation) using the calculated overload indexes and power transmission loss indexes.

여기서, 상기 TCSC에 대하여 운전가능한 임피던스 영역을 규정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Here, the method may further include defining an operable impedance region for the TCSC.

여기서, 상기 최적 임피던스값을 확정하는 단계에서는, 운전가능한 모든 TCSC 임피던스값에 대하여 기 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 적용하되, 기 계산된 결과에 전력 전송 손실 지수가 하나 이상 존재하는 경우, 전력 전송 손실 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 상기 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정하고, 기 계산된 결과에 전력 전송 손실 지수가 존재하지 않으면, 과부하 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 상기 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정할 수 있다.Here, in the step of determining the optimal impedance value, pre-calculated overload indices and power transmission loss indices are applied to all operable TCSC impedance values. , the impedance value having the lowest power transmission loss index is determined as the optimum impedance value for the TCSC at the corresponding control time, and if the power transmission loss index does not exist in the calculated result, the impedance value with the lowest overload index, It can be determined as the optimal impedance value for the TCSC at the corresponding control time point.

여기서, 상기 과부하 발생 유무를 확인하는 단계에서는, 조류 계산으로 주어지는 현재 흐르고 있는 전력량이 각 선로 및 변압기의 용량을 초과하는지로 판단하는 방식으로 과부하 발생 유무를 확인할 수 있다.Here, in the step of determining whether or not the overload occurs, it is possible to check whether or not the overload occurs by determining whether the amount of current flowing through the current calculation exceeds the capacity of each line and the transformer.

여기서, 상기 과부하 지수를 계산하는 단계에서는, 하기 수학식에 따라 상기 과부하 지수를 계산할 수 있다.Here, in the step of calculating the overload index, the overload index may be calculated according to the following equation.

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서, 상기 전력 전송 손실 지수를 계산하는 단계에서는, 하기 수학식에 따라 상기 전력 전송 손실 지수를 계산할 수 있다.Here, in the calculating of the power transmission loss index, the power transmission loss index may be calculated according to the following equation.

Figure pat00006
Figure pat00006

본 발명의 다른 측면에 따른 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 제어 장치는, 계통 운영 데이터를 획득하는 운영 데이터 획득부; 상기 계통 운영 데이터를 이용하여 TCSC의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 조류를 계산하고, 과부하 발생 유무를 확인하는 조류 계산부; 상기 TCSC의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 과부하 지수를 계산하는 과부하 지수 계산부; 상기 TCSC의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 전력 전송 손실 지수를 계산하는 손질 지수 계산부; 상기 TCSC의 운전가능한 영역에 속한 모든 임피던스값들에 대하여 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 이용하여 최적 임피던스값을 확정하는 임피던스 결정부; 확정된 상기 최적 임피던스값에 대한 싸이리스터 점호각을 산출하는 점호각 산출부; 및 상기 점호각으로 상기 TCSC의 동작을 제어하는 점호부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling TCSC using online system data, comprising: an operation data acquisition unit configured to acquire system operation data; a tidal current calculation unit for calculating a system tidal current at each operating point impedance value of the TCSC using the system operation data and checking whether overload occurs; an overload index calculation unit for calculating an overload index of the system at each operating point impedance value of the TCSC; a trim index calculation unit for calculating a power transmission loss index of the system at each operating point impedance value of the TCSC; an impedance determining unit for determining an optimal impedance value using the overload indexes and power transmission loss indexes calculated for all impedance values belonging to the operable region of the TCSC; a firing angle calculation unit for calculating a thyristor firing angle with respect to the determined optimal impedance value; and a firing unit for controlling the operation of the TCSC with the firing angle.

여기서, 상기 TCSC의 운전가능한 영역에 대한 정보 및 계산된 과부하 지수들 및 전력 손실 지수들을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.Here, it may further include a storage unit for storing information on the operable area of the TCSC and the calculated overload indices and power loss indices.

여기서, 상기 임피던스 결정부는, 상기 운전가능한 영역의 모든 TCSC 임피던스값에 대하여 계산되어 상기 저장부에 저장된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 적용하되, 저장된 결과에 전력 전송 손실 지수가 하나 이상 존재하는 경우, 전력 전송 손실 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정하고, 저장된 결과에 전력 전송 손실 지수가 존재하지 않으면, 과부하 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정할 수 있다.Here, the impedance determining unit applies the overload indexes and power transmission loss indexes calculated for all TCSC impedance values of the operable region and stored in the storage unit, but when there is one or more power transmission loss indexes in the stored result , the impedance value with the lowest power transmission loss index is determined as the optimal impedance value for the TCSC at the time of the control, and if there is no power transmission loss index in the stored result, the impedance value with the lowest overload index is determined At this point, it can be determined as the optimal impedance value for the TCSC.

여기서, 상기 조류 계산부는, 상기 과부하 발생 유무를 조류 계산으로 주어지는 계통에 흐르고 있는 전력량이 계통에 속한 각 선로 및 각 변압기의 용량을 초과하는지 여부로 확인할 수 있다.Here, the current calculation unit may check whether the overload occurs by determining whether the amount of electric power flowing in the system given by the current calculation exceeds the capacity of each line and each transformer belonging to the system.

여기서, 상기 과부하 지수 계산부는, 하기 수학식에 따라 상기 과부하 지수를 계산할 수 있다.Here, the overload index calculation unit may calculate the overload index according to the following equation.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서, 상기 손실 지수 계산부는, 하기 수학식에 따라 상기 전력 전송 손실 지수를 계산할 수 있다.Here, the loss index calculator may calculate the power transmission loss index according to the following equation.

Figure pat00008
Figure pat00008

상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법 및/또는 TCSC 제어 장치를 실시하면, 복잡한 계통 연결 구조에서도 온라인으로 해당 선로의 최적 임피던스 제어와 이를 통한 전력조류 제어가 가능한 이점이 있다.If the TCSC impedance determination method and/or the TCSC control device using online system data according to the spirit of the present invention having the above configuration are implemented, the optimal impedance control of the corresponding line and the power current control through it can be performed online even in a complex system connection structure. There is an advantage.

본 발명의 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법 및/또는 TCSC 제어 장치는, 광역계통에서의 정상상태 뿐만 아니라, 계통 운전 환경이 급변하는 경우에도 최적의 운전점을 선택할 수 있는 이점이 있다.The TCSC impedance determination method and/or TCSC control device using on-line system data of the present invention has the advantage of being able to select an optimal operating point not only in a steady state in a wide-area system but also in a case where the system operating environment changes rapidly.

본 발명의 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법 및/또는 TCSC 제어 장치는, EMS/SCADA와 온라인으로 연계하여, 현재의 운영 계통 데이터를 기반으로 최적 TCSC 운전값을 계산하므로 효율적인 계통 운영을 수행하는 이점이 있다.The TCSC impedance determination method and/or TCSC control device using the online system data of the present invention is connected to EMS/SCADA online and calculates the optimal TCSC operating value based on the current operating system data, so that the efficient system operation is performed. There is an advantage.

도 1a는 일반적인 TCSC(Thyristor Controlled Series Capacitor)의 회로 구성을 도시한 회로도.
도 1b는 일반적인 TCSC에 의한 선로 임피던스 제어 효과를 나타낸 개념도.
도 2는 점호각에 따른 TCSC 임피던스 특성을 나타낸 그래프.
도 3은 상술한 일반적인 TCSC의 임피던스 제어를 위한 제어 알고리즘을 설명하기 위한 기능 블록도.
도 4는 다소 복잡한 계통 사례로서 IEEE 32 모선 계통도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법을 도시한 흐름도.
도 6은 도 5에 도시한 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법을 도 4의 복잡한 계통 구조에 적용하여 수행하기 위한 온라인 TCSC 최적 임피던스 제어 시스템 구성을 도시한 계통 적용 개념도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 제어 장치를 도시한 블록도.
Figure 1a is a circuit diagram showing the circuit configuration of a general TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor).
1B is a conceptual diagram illustrating the effect of controlling line impedance by a general TCSC.
2 is a graph showing the TCSC impedance characteristics according to the firing angle.
3 is a functional block diagram for explaining a control algorithm for controlling the impedance of the above-described general TCSC.
4 is a schematic diagram of an IEEE 32 busbar as a rather complicated system example.
5 is a flowchart illustrating a TCSC impedance determination method using online system data according to an embodiment of the present invention.
6 is a system application conceptual diagram illustrating the configuration of an online TCSC optimal impedance control system for performing the TCSC impedance determination method using the online system data shown in FIG. 5 by applying it to the complex system structure of FIG. 4 .
7 is a block diagram illustrating a TCSC control apparatus using online system data according to an embodiment of the present invention.

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 terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is 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.

TCSC는 설치된 해당 선로의 임피던스 제어와 이를 통한 전력조류 제어가 주요 용도이다. 그러나, TCSC 임피던스 제어는 해당 선로뿐만이 아니라 주변 광역 계통의 전력조류에 영향이 미친다. 이러한 주변 계통의 영향은 TCSC 임피던스 제어를 수행하기 전에는 알기가 어렵다. 따라서, 기존에는 사전에 전력계통 조류계산 프로그램을 이용한 다양한 계통 해석을 통하여 TCSC 임피던스 제어값을 미리 찾아내고 이를 시나리오화 하여 TCSC 운전에 반영하였다. The main purpose of TCSC is to control the impedance of the installed line and control the power flow through it. However, TCSC impedance control affects not only the corresponding line but also the power current of the surrounding wide area system. It is difficult to know the influence of these surrounding systems until TCSC impedance control is performed. Therefore, in the past, the TCSC impedance control value was found in advance through various system analysis using the power system tidal current calculation program, and this was reflected in the TCSC operation by creating a scenario.

그러나 전술한 바와 같이 이 방법은 대규모 실시간 계통 환경에서 최적의 운전점을 반영하기 어렵다는 단점이 있다. 이는 계통 고장으로 주변 송전선로가 탈락하는 등의 비상상황에서는 더욱 그렇다.However, as described above, this method has a disadvantage in that it is difficult to reflect the optimal operating point in a large-scale real-time system environment. This is especially true in emergency situations, such as the loss of a nearby transmission line due to a system failure.

이를 해결하기 위하여 SCADA로부터 취득한 실시간 온라인 계통 데이터를 기반으로 전력계통 조류 계산을 수행하여 전력 계통 운영에 최적인 TCSC 운전값을 도출하는 것을 제안한다.To solve this problem, it is proposed to derive the optimal TCSC operation value for power system operation by performing power system current calculation based on real-time online system data obtained from SCADA.

이를 위하여 최적 TCSC 운전값을 결정하는데 기준이 되는 전력 계통의 목적함수를 설정하고, 주기적으로 반복적인 조류 계산을 통하여 목적 함수에 부합하는 최적의 TCSC 운전값을 도출한다. 목적 함수는 TCSC 운영 목적에 따라 아래에서 예시하는 것과 다르게 구성할 수도 있다.To this end, the objective function of the power system as a criterion for determining the optimal TCSC operation value is set, and the optimal TCSC operation value matching the objective function is derived through periodic and iterative current calculations. The objective function may be configured differently from the one exemplified below depending on the purpose of TCSC operation.

상술한 목적 함수로서, 과부하 지수 및 손실 지수를 적용할 수 있다.As the objective function described above, an overload index and a loss index may be applied.

상기 목적 함수는 선로 과부하 발생시(주로 선로 탈락 등 비상상태에서 발생) 과부하 해소, 과부하 미발생시(정상상태) 선로 운영 손실 최소로 한다. 만약 특정 선로에 흐르는 조류가 선로 용량 대비 많아지면 과부하 선로가 되고 과부하 지수는 크게 증가한다. 이러한 과부하 선로가 많아지면 전력 과부하 지수도 증가한다. TCSC의 임피던스 가변 제어를 통하여 광역 계통에서 각 송전선로의 조류가 과부하되지 않고 균형을 이루고자 하고, 전체 계통의 송전 손실도 줄이고자 함이다.The objective function is to eliminate overload when line overload occurs (mainly occurs in emergency conditions such as line dropout) and minimize line operation loss when overload does not occur (normal condition). If the current flowing in a specific line is larger than the capacity of the line, it becomes an overloaded line and the overload index increases significantly. When the number of such overload lines increases, the power overload index also increases. It is intended to balance the current of each transmission line in a wide area system without overloading it through impedance variable control of TCSC, and to reduce transmission loss of the entire system.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a TCSC impedance determination method using online system data according to an embodiment of the present invention.

도시한 온라인 TCSC 임피던스 결정 방법은, 정상상태 또는 비상상태(선로 탈락, 부하 증가 등)에서 EMS/SCADA와 연계하여 온라인으로 TCSC 최적 제어를 수행하는 알고리즘을 실행할 수 있다. 상기 알고리즘은 계통의 고장 등에 의한 과도 상태시에는 TCSC의 피드백 제어에 의하여 안정화 제어를 수행할 수 있다.The illustrated online TCSC impedance determination method can execute an algorithm for performing online TCSC optimal control in connection with EMS/SCADA in a steady state or emergency state (line dropout, load increase, etc.). The algorithm may perform stabilization control by feedback control of the TCSC in a transient state due to a system failure or the like.

도시한 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법은, 계통 운영 데이터를 획득하는 단계(S120); 특정 임피던스값(즉, 운전점)에서의 상기 계통 운영 데이터를 이용한 조류 계산(S130)으로 선로 또는 변압기의 과부하 발생 유무를 확인하는 단계(S140); 과부하가 발생되는 경우 전체 계통에 대한 과부하 지수를 계산(및 저장)하는 단계(S162); 과부하가 발생되지 않는 경우 전체 계통의 전력 전송 손실 지수를 계산(및 저장)하는 단계(S163); 상기 특정 임피던스값을 변경하는 단계(S164); 변경된 임피던스값이 운전가능한 영역인지 확인하여(S166), 운전가능한 영역이면, 변경된 임피던스값에서의 상기 계통 운영 데이터를 이용한 조류 계산을 다시 수행하는 단계; 운전가능한 영역을 벗어나면, 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 이용하여 최적 임피던스값을 확정하는 단계(S168)를 포함할 수 있다.The method for determining TCSC impedance using the illustrated online system data includes: acquiring system operation data (S120); Checking whether or not an overload of the line or transformer has occurred by calculating the current flow using the system operation data at a specific impedance value (ie, operating point) (S130) (S140); Calculating (and storing) the overload index for the entire system when an overload occurs (S162); Calculating (and storing) the power transmission loss index of the entire system when no overload occurs (S163); changing the specific impedance value (S164); Checking whether the changed impedance value is an operable region (S166), and if it is an operable region, performing tidal current calculation again using the system operation data in the changed impedance value; If it is out of the operable area, the method may include determining an optimal impedance value using the calculated overload indexes and power transmission loss indexes (S168).

구현에 따라, 상기 운전가능한 임피던스 영역은 고정된 범위값으로 규정되거나, 해당 TCSC에 대하여 운전가능한 임피던스 영역을 규정하는 단계(S150)를 미리 수행하여 규정할 수 있으며, 해당 TCSC에 대하여 규정된 운전가능한 임피던스 영역은 소정의 저장부에 저장될 수 있다.Depending on the implementation, the operable impedance region may be defined as a fixed range value, or may be defined by performing the step (S150) of defining the operable impedance region for the corresponding TCSC in advance, and the operable impedance region defined for the corresponding TCSC may be performed. The impedance region may be stored in a predetermined storage unit.

특정 TCSC에 대하여 최초로 수행되는 조류 계산 단계(S130)에서는, 운전 가능한 영역에서 가장 높은 임피던스값으로 설정하거나, 상기 특정 TCSC가 해당 시점에 운전 중인 임피던스값으로 설정할 수 있다.In the tidal current calculation step (S130) first performed for a specific TCSC, the highest impedance value in the operable region may be set or the specific TCSC may be set as an impedance value in operation at the time.

해당 TCSC에 대하여 운전가능한 모든 TCSC 임피던스값에 대하여 도시한 S130 단계 내지 S166 단계를 반복하여 수행한 결과, 상기 운전가능한 각 TCSC 임피던스값에 대하여 과부하 지수 또는 전력 전송 손실 지수가 계산되어 구해지고, 상기 소정의 저장부에 저장될 수 있다.As a result of repeating steps S130 to S166 for all operable TCSC impedance values for the TCSC, an overload index or power transmission loss index is calculated and obtained for each operable TCSC impedance value, and the predetermined may be stored in the storage of

상기 최적 임피던스값을 확정하는 단계(S168)에서는, 운전가능한 모든 TCSC 임피던스값에 대하여 기 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 적용하되, 기 계산된 결과에 전력 전송 손실 지수가 하나 이상 존재하는 경우, 전력 전송 손실 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값(즉, 운전점)으로 확정하고, 기 계산된 결과에 전력 전송 손실 지수가 존재하지 않으면, 과부하 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값(즉, 운전점)으로 확정한다.In the step of determining the optimal impedance value (S168), pre-calculated overload indices and power transmission loss indices are applied to all operable TCSC impedance values, but at least one power transmission loss index exists in the calculated result. In this case, the impedance value with the lowest power transmission loss index is determined as the optimum impedance value (ie, operating point) for the TCSC at the corresponding control time, and if the power transmission loss index does not exist in the pre-calculated result, the overload index Determines the lowest impedance value as the optimal impedance value (ie, operating point) for the TCSC at the corresponding control time.

도시한 흐름도에 따른 본 발명은 이러한 계통 운영 데이터를 기반으로, 과부하 지수 및 손실 지수를 이용하여, 계통운영에 최적인 TCSC 운전점을 계산하고, 이를 TCSC 제어기의 입력으로 하여 계통 운용 효과를 극대화하도록 한다. The present invention according to the illustrated flowchart calculates the optimal TCSC operating point for system operation based on the system operation data and uses the overload index and loss index, and uses this as an input to the TCSC controller to maximize the system operation effect. do.

도 6은 도 5에 도시한 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 임피던스 결정 방법을 도 4의 복잡한 계통 구조에 적용하여 수행하기 위한 온라인 TCSC 최적 임피던스 제어 시스템(100)의 관계를 도시한다.FIG. 6 shows the relationship of the online TCSC optimal impedance control system 100 for performing the TCSC impedance determination method using the online system data shown in FIG. 5 by applying it to the complex system structure of FIG. 4 .

상기 계통 운영 데이터를 획득하는 단계(S120)에서는, 전력 계통을 운영하는 기관(전력거래소)는 EMS/SCADA(1000)를 통하여 주기적으로 전력계통의 상태를 온라인으로 취득하여, 신호 처리(상태추정 등)를 통하여 전력계통해석 프로그램(PSS/E)을 위한 계통 운영 데이터(PSS/E data)를 도출한다.In the step (S120) of acquiring the system operation data, the institution (the power exchange) that operates the power system periodically acquires the state of the power system online through the EMS/SCADA 1000, and performs signal processing (status estimation, etc.) ) to derive the system operation data (PSS/E data) for the power system analysis program (PSS/E).

상기 조류 계산 단계(S130)에서는 EMS/SCADA(1000)로부터 도출된 계통 운영 데이터로 조류 계산을 수행하고, 상기 과부하 발생 유무를 확인하는 단계(S140)에서는, 상기 조류 계산을 통하여 선로 또는 변압기의 과부하 발생 유무를 체크한다. 이때, 과부하 발생 유무는 조류 계산으로 주어지는 현재 흐르고 있는 전력량이 각 선로 및 변압기의 용량을 초과하는지로 판단할 수 있다.In the current calculation step (S130), the current calculation is performed with the system operation data derived from the EMS/SCADA (1000), and in the step (S140) of checking whether the overload occurs, the overload of the line or transformer through the current calculation Check for occurrence. In this case, whether overload occurs may be determined by whether the amount of current flowing through the current calculation exceeds the capacity of each line and the transformer.

만일, 과부하 개소가 존재할 경우, 전체 계통에 대한 과부하 지수를 계산한다(S162). 계산된 과부하 지수는 추후 다른 운전점들에서 구해진 지수들과의 비교를 위해 저장 장치에 저장될 수 있으며, 과부하 지수는 하기 수학식 2에 따라 구해질 수 있다.If there is an overload point, an overload index for the entire system is calculated (S162). The calculated overload index may be later stored in a storage device for comparison with indices obtained at other operating points, and the overload index may be obtained according to Equation 2 below.

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 수학식에 따른 선로 과부하 지수는 각 선로(branch) 또는 변압기(TR)의 용량(MVA) 대비 조류계산을 통하여 구한 각 선로의 전력량(P, Q)을 전부 합산한 것이다.The line overload index according to the above equation is the sum of all the electric powers (P, Q) of each line obtained through the current calculation compared to the capacity (MVA) of each branch or transformer (TR).

이후, TCSC 임피던스 XC를 운전 가능한 영역내에서 가변(증가 또는 감소)하면서(S164), 조류 계산을 수행을 반복하여(S167) 선로 또는 변압기에 과부하 발생시 과부하 지수가 최저인 TCSC 임피던스 XC를 운전값으로 선택한다. 이를 위한 TCSC 임피던스 운전영역은 사전에 입력될 수 있는데, 도 2에 나타낸 바와 같이 TCSC는 가변되는 용량성 및 유도성 리액턴스 사이에 운전이 불가능한 공진 영역이 존재하기 때문이다. 각 과부하 지수 계산 이후, 모든 운전영역에 대한 과부하 지수 계산이 완료되었는지 확인할 수 있다(S166). After that, while changing (increasing or decreasing) the TCSC impedance X C within the operable range (S164), repeating the calculation of the current flow (S167), when the line or transformer is overloaded, the TCSC impedance X C with the lowest overload index is operated select by value. For this purpose, the TCSC impedance operation region may be input in advance. As shown in FIG. 2 , the TCSC has a resonance region that cannot be operated between the variable capacitive and inductive reactance. After each overload index calculation, it can be checked whether the overload index calculation for all operation areas is completed (S166).

만일, 상기 조류 계산 단계(S130)에서의 조류계산 결과 계통에서 선로 또는 변압기에 과부하가 없다면, 해당 임피던스값에서의 전체 계통의 전력전송 손실 지수를 계산한다(S163). 이는 추후 S168 단계에서 가장 손실이 적은 TCSC 임피던스 XC를 운전값으로 선택하도록 하기 위한 근거 데이터를 생성하기 위함이다. 해당 임피던스값에서의 전체 계통의 전력 전송 손실 지수는 하기 수학식 3에 따라 구할 수 있다.If, as a result of the current calculation in the current calculation step (S130), there is no overload in the line or the transformer in the system, the power transmission loss index of the entire system at the corresponding impedance value is calculated (S163). This is to generate basis data for later selecting the TCSC impedance X C with the least loss as the operating value in step S168. The power transmission loss index of the entire system at the corresponding impedance value can be obtained according to Equation 3 below.

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 최적 임피던스값을 확정하는 단계(S168)에서 수행되는 최적값 결정 알고리즘을 통하여, 과부하 지수 최소화 TCSC 임피던스 값과 손실 저감 효과가 가장 많은 TCSC 임피던스 값이 함께 도출될 경우 과부하 지수 최소화 TCSC 임피던스 값이 최종 TCSC 운전값으로 선택된다. 이는 계통의 과부하 상황이 보다 위급한 상황(비상 상태)으로 판단하기 때문이다. 실제로는 이러한 상황에서는 모든 임피던스값에 대하여 과부하 지수가 계산되며, 손실 지수는 계산되지 않는다.Through the optimal value determination algorithm performed in the step (S168) of determining the optimal impedance value, if the overload index minimization TCSC impedance value and the TCSC impedance value with the greatest loss reduction effect are derived together, the overload index minimization TCSC impedance value is final It is selected as the TCSC operating value. This is because the system overload situation is judged as a more critical situation (emergency state). In practice, in this situation, the overload index is calculated for all impedance values, and the loss index is not calculated.

과부하가 없는 정상상태 계통에서는, 모든 임피던스값에 대하여 과부하 지수 또는 손실 지수가 계산되며, 손실 저감 효과가 가장 큰 TCSC 임피던스가 운전값으로 선택된다.In a steady-state system without overload, the overload index or loss index is calculated for all impedance values, and the TCSC impedance with the greatest loss reduction effect is selected as the operating value.

이후, 확정된 최적의 TCSC 임피던스값으로, TCSC를 제어하는데(예: 점호각 제어), 이는 종래기술에 대하여 설명한 것과 유사한 바, 중복되는 설명은 생략한다.Thereafter, the TCSC is controlled with the determined optimal TCSC impedance value (eg, firing angle control), which is similar to that described with respect to the prior art, and overlapping descriptions will be omitted.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 온라인 계통 데이터를 이용한 TCSC 제어 장치를 도시한 블록도이다.7 is a block diagram illustrating a TCSC control apparatus using online system data according to an embodiment of the present invention.

도시한 TCSC 제어 장치(100)는, EMS/SCADA(1000)로부터 계통 운영 데이터를 획득하는 운영 데이터 획득부(120); 상기 계통 운영 데이터를 이용하여 TCSC(10)의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 조류를 계산하고, 과부하 발생 유무를 확인하는 조류 계산부(130); 상기 TCSC(10)의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 과부하 지수를 계산하는 과부하 지수 계산부(160); 상기 TCSC(10)의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 전력 전송 손실 지수를 계산하는 손질 지수 계산부(170); 상기 TCSC(10)의 운전가능한 영역에 속한 모든 임피던스값들에 대하여 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 이용하여 최적 임피던스값을 확정하는 임피던스 결정부(180); 확정된 상기 최적 임피던스값에 대한 싸이리스터 점호각을 산출하는 점호각 산출부(190); 및 상기 점호각으로 상기 TCSC(10)의 동작을 제어하는 점호부(195)를 포함할 수 있다.The illustrated TCSC control device 100 includes an operation data acquisition unit 120 for acquiring system operation data from the EMS/SCADA 1000; a tidal current calculator 130 for calculating a system tidal current at each operating point impedance value of the TCSC 10 using the system operation data and checking whether overload occurs; an overload index calculation unit 160 for calculating an overload index of the system at each operating point impedance value of the TCSC 10; a trim index calculation unit 170 for calculating a power transmission loss index of the system at each operating point impedance value of the TCSC (10); an impedance determining unit 180 for determining an optimal impedance value using the overload indexes and power transmission loss indexes calculated for all impedance values belonging to the operable region of the TCSC (10); a firing angle calculation unit 190 for calculating a thyristor firing angle with respect to the determined optimal impedance value; and a firing unit 195 for controlling the operation of the TCSC 10 with the firing angle.

도시하지는 않았지만, 상기 TCSC 제어 장치(100)는, 상기 TCSC(10)의 운전가능한 영역에 대한 정보 및 상기 계산된 과부하 지수들 및 전력 손실 지수들을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.Although not shown, the TCSC control device 100 may further include a storage unit for storing information on the operable area of the TCSC 10 and the calculated overload indices and power loss indices.

상기 운영 데이터 획득부(120)는, 전력 계통을 운영하는 기관(전력거래소)는 EMS/SCADA(1000)를 통하여 주기적으로 전력계통의 상태에 대한 정보들(즉, 계통 운영 데이터)을 온라인으로 취득할 수 있으며, 이를 위한 상기 기관과 상호 규정된 유/무선 통신을 수행하는 통신 모듈 및 상기 기관에 접속하기 위한 보안 모듈들을 구비할 수 있다.The operation data acquisition unit 120, an institution (power exchange) operating the power system periodically acquires information on the state of the power system (ie, system operation data) online through the EMS/SCADA 1000 . For this purpose, it may be provided with a communication module for performing mutually prescribed wired/wireless communication with the institution and security modules for accessing the institution.

상기 조류 계산부(130)는, 상기 운영 데이터 획득부(120)로부터 전달받은 계통 운영 데이터를 상기 TCSC에 대한 특정 임피던스값(즉, 운전점)에 대하여 적용하여, 조류 계산을 수행하고 그 결과 선로 또는 변압기의 과부하 발생 유무를 확인할 수 있다. 과부하 발생 유무는 조류 계산으로 주어지는 현재 흐르고 있는 전력량이 각 선로 및 변압기의 용량을 초과하는지로 판단할 수 있다.The current calculation unit 130 applies the system operation data received from the operation data acquisition unit 120 to a specific impedance value (ie, an operating point) for the TCSC, calculates the current flow, and as a result, the line Alternatively, it is possible to check whether the transformer is overloaded. Whether or not overload occurs can be determined by whether the amount of current flowing through the current calculation exceeds the capacity of each line and transformer.

상기 과부하 지수 계산부(160)는, 상기 특정 임피던스값으로 상기 TCSC를 제어할때 계통에 대한 과부하 지수를 계산할 수 있다. 예컨대, 상기 수학식 2에 따라 과부하 지수를 계산할 수 있다.The overload index calculation unit 160 may calculate an overload index for the system when controlling the TCSC with the specific impedance value. For example, the overload index may be calculated according to Equation 2 above.

상기 손실 지수 계산부(170)는, 상기 특정 임피던스값으로 상기 TCSC를 제어할때 계통에 대한 전력 전송 손실 지수를 계산할 수 있다. 예컨대, 상기 수학식 3에 따라 전력 전송 손실 지수를 계산할 수 있다.The loss index calculation unit 170 may calculate a power transmission loss index for the system when controlling the TCSC with the specific impedance value. For example, the power transmission loss index may be calculated according to Equation 3 above.

상기 임피던스 결정부(180)는, 운전가능한 모든 TCSC 임피던스값에 대하여 기 계산되어 상기 저장부에 저장된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 적용하되, 상기 저장부에 저장된 결과에 전력 전송 손실 지수가 하나 이상 존재하는 경우, 전력 전송 손실 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값(즉, 운전점)으로 확정하고, 저장된 결과에 전력 전송 손실 지수가 존재하지 않으면, 과부하 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값(즉, 운전점)으로 확정할 수 있다.The impedance determining unit 180 applies the overload indexes and power transmission loss indexes previously calculated for all operable TCSC impedance values and stored in the storage unit, but the power transmission loss index is one of the results stored in the storage unit. If there is an abnormality, the impedance value with the lowest power transmission loss index is determined as the optimum impedance value (ie, operating point) for the TCSC at the corresponding control time, and if there is no power transmission loss index in the stored result, overload The impedance value having the lowest index may be determined as the optimal impedance value (ie, the operating point) for the TCSC at the corresponding control time point.

상기 점호각 산출부(190) 및 상기 점호부(195)는, 확정된 최적의 TCSC 임피던스값으로 점호각을 산출하여 TCSC를 제어하기 위한 것으로, 도 3에 도시한 linearization Block 및 Firing Pulse Generator와 같이, 종래 기술에 따라 구현될 수 있으며, 이 경우, 상기 수학식 1을 만족하도록 싸이리스터 점호각 α를 산출할 수 있다.The firing angle calculation unit 190 and the firing unit 195 are for controlling the TCSC by calculating the firing angle with the determined optimal TCSC impedance value, like the linearization block and firing pulse generator shown in FIG. 3 . , can be implemented according to the prior art, and in this case, the thyristor firing angle α can be calculated to satisfy Equation 1 above.

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. .

10 : TCSC 100 : TCSC 제어 장치
120 : 운영 데이터 획득부 130 : 조류 계산부
160 : 과부하 지수 계산부 170 : 손질 지수 계산부
180 : 임피던스 결정부 190 : 점호각 산출부
195 : 점호부
1000 : EMS/SCADA
10: TCSC 100: TCSC control device
120: operation data acquisition unit 130: tide calculation unit
160: overload index calculation unit 170: grooming index calculation unit
180: impedance determination unit 190: firing angle calculation unit
195: roll call
1000: EMS/SCADA

Claims (12)

계통 운영 데이터를 획득하는 단계;
TCSC의 특정 임피던스값에서의 상기 계통 운영 데이터를 이용한 조류 계산으로 선로 또는 변압기의 과부하 발생 유무를 확인하는 단계;
과부하가 발생되는 경우 전체 계통에 대한 과부하 지수를 계산하는 단계;
과부하가 발생되지 않는 경우 전체 계통의 전력 전송 손실 지수를 계산하는 단계;
상기 특정 임피던스값을 변경하는 단계;
변경된 임피던스값이 운전가능한 영역인지 확인하여, 운전가능한 영역이면, 변경된 임피던스값에서의 상기 계통 운영 데이터를 이용한 조류 계산을 다시 수행하는 단계; 및
운전가능한 영역을 벗어나면, 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 이용하여 최적 임피던스값을 확정하는 단계
를 포함하는 TCSC 임피던스 결정 방법.
acquiring system operation data;
checking whether overload occurs in a line or a transformer by tidal current calculation using the system operation data at a specific impedance value of TCSC;
Calculating an overload index for the entire system when an overload occurs;
Calculating the power transmission loss index of the entire system when no overload occurs;
changing the specific impedance value;
checking whether the changed impedance value is an operable region, and if it is an operable region, performing tidal current calculation again using the system operation data at the changed impedance value; and
When out of the operable area, determining an optimal impedance value using the calculated overload indices and power transmission loss indices
TCSC impedance determination method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 TCSC에 대하여 운전가능한 임피던스 영역을 규정하는 단계
를 더 포함하는 TCSC 임피던스 결정 방법.
According to claim 1,
defining an operable impedance region for the TCSC;
TCSC impedance determination method further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 최적 임피던스값을 확정하는 단계에서는,
운전가능한 모든 TCSC 임피던스값에 대하여 기 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 적용하되, 기 계산된 결과에 전력 전송 손실 지수가 하나 이상 존재하는 경우, 전력 전송 손실 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 상기 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정하고, 기 계산된 결과에 전력 전송 손실 지수가 존재하지 않으면, 과부하 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 상기 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정하는 TCSC 임피던스 결정 방법.
According to claim 1,
In the step of determining the optimal impedance value,
Pre-calculated overload indices and power transmission loss indices are applied to all operable TCSC impedance values, but if there is more than one power transmission loss index in the calculated result, the impedance value with the lowest power transmission loss index is selected; It is determined as the optimum impedance value for the TCSC at the control time point, and if the power transmission loss index does not exist in the pre-calculated result, the impedance value with the lowest overload index is set as the optimum impedance value for the TCSC at the control time point Determining TCSC Impedance Determination Method.
제1항에 있어서,
상기 과부하 발생 유무를 확인하는 단계에서는,
조류 계산으로 주어지는 현재 흐르고 있는 전력량이 각 선로 및 변압기의 용량을 초과하는지로 판단하는 방식으로 과부하 발생 유무를 확인하는 TCSC 임피던스 결정 방법.
According to claim 1,
In the step of checking whether the overload occurs,
TCSC impedance determination method that checks whether overload occurs by judging whether the amount of current flowing through the current calculation exceeds the capacity of each line and transformer.
제1항에 있어서,
상기 과부하 지수를 계산하는 단계에서는, 하기 수학식에 따라 상기 과부하 지수를 계산하는 TCSC 임피던스 결정 방법.
Figure pat00011

According to claim 1,
In the calculating of the overload index, the TCSC impedance determination method for calculating the overload index according to the following equation.
Figure pat00011

제1항에 있어서,
상기 전력 전송 손실 지수를 계산하는 단계에서는, 하기 수학식에 따라 상기 전력 전송 손실 지수를 계산하는 TCSC 임피던스 결정 방법.
Figure pat00012

According to claim 1,
In the calculating of the power transmission loss index, the TCSC impedance determination method for calculating the power transmission loss index according to the following equation.
Figure pat00012

계통 운영 데이터를 획득하는 운영 데이터 획득부;
상기 계통 운영 데이터를 이용하여 TCSC의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 조류를 계산하고, 과부하 발생 유무를 확인하는 조류 계산부;
상기 TCSC의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 과부하 지수를 계산하는 과부하 지수 계산부;
상기 TCSC의 각 운전점 임피던스값에서의 계통의 전력 전송 손실 지수를 계산하는 손질 지수 계산부;
상기 TCSC의 운전가능한 영역에 속한 모든 임피던스값들에 대하여 계산된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 이용하여 최적 임피던스값을 확정하는 임피던스 결정부;
확정된 상기 최적 임피던스값에 대한 싸이리스터 점호각을 산출하는 점호각 산출부; 및
상기 점호각으로 상기 TCSC의 동작을 제어하는 점호부
를 포함하는 TCSC 제어 장치.
an operation data acquisition unit for acquiring system operation data;
a tidal current calculation unit for calculating a system tidal current at each operating point impedance value of the TCSC using the system operation data and checking whether overload occurs;
an overload index calculation unit for calculating an overload index of the system at each operating point impedance value of the TCSC;
a trim index calculation unit for calculating a power transmission loss index of the system at each operating point impedance value of the TCSC;
an impedance determination unit for determining an optimal impedance value using the overload indexes and power transmission loss indexes calculated for all impedance values belonging to the operable region of the TCSC;
a firing angle calculation unit for calculating a thyristor firing angle with respect to the determined optimal impedance value; and
A firing unit that controls the operation of the TCSC with the firing angle
TCSC control device comprising a.
제7항에 있어서,
상기 TCSC의 운전가능한 영역에 대한 정보 및 계산된 과부하 지수들 및 전력 손실 지수들을 저장하는 저장부
를 더 포함하는 TCSC 제어 장치.
8. The method of claim 7,
A storage unit for storing information on the operable area of the TCSC and the calculated overload indices and power loss indices
TCSC control device further comprising a.
제8항에 있어서,
상기 임피던스 결정부는,
상기 운전가능한 영역의 모든 TCSC 임피던스값에 대하여 계산되어 상기 저장부에 저장된 과부하 지수들 및 전력 전송 손실 지수들을 적용하되, 저장된 결과에 전력 전송 손실 지수가 하나 이상 존재하는 경우, 전력 전송 손실 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정하고, 저장된 결과에 전력 전송 손실 지수가 존재하지 않으면, 과부하 지수가 가장 낮은 임피던스값을, 해당 제어 시점에서 해당 TCSC에 대한 최적 임피던스값으로 확정하는 TCSC 제어 장치.
9. The method of claim 8,
The impedance determining unit,
The overload indices and power transmission loss indices that are calculated for all TCSC impedance values of the operable region and stored in the storage unit are applied. The low impedance value is determined as the optimal impedance value for the TCSC at the control time point, and if there is no power transmission loss index in the stored result, the impedance value with the lowest overload index value is the optimal impedance value for the TCSC at the control time point. TCSC control device that determines the impedance value.
제7항에 있어서,
상기 조류 계산부는,
상기 과부하 발생 유무를 조류 계산으로 주어지는 계통에 흐르고 있는 전력량이 계통에 속한 각 선로 및 각 변압기의 용량을 초과하는지 여부로 확인하는 TCSC 제어 장치.
8. The method of claim 7,
The algae calculator,
A TCSC control device for checking whether or not the overload occurs by checking whether the amount of electric power flowing in the system given by the current calculation exceeds the capacity of each line and each transformer belonging to the system.
제7항에 있어서,
상기 과부하 지수 계산부는, 하기 수학식에 따라 상기 과부하 지수를 계산하는 TCSC 제어 장치.
Figure pat00013

8. The method of claim 7,
The overload index calculation unit, TCSC control device for calculating the overload index according to the following equation.
Figure pat00013

제7항에 있어서,
상기 손실 지수 계산부는, 하기 수학식에 따라 상기 전력 전송 손실 지수를 계산하는 TCSC 제어 장치.
Figure pat00014


8. The method of claim 7,
The loss index calculator, TCSC control device for calculating the power transmission loss index according to the following equation.
Figure pat00014


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