KR20220167420A - Method for Transformer Integrated Operating and Active System thereof - Google Patents

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Abstract

A method for integrally operating a transformer using a system (1) for integrally operating an active transformer according to the present invention can manage data on the amount of changes in accordance with the amount of renewable power generation and the amount of transformer load changes to minimize loss from integral operation of a transformer by performing optimal integral transformer control (S100-S401) for determining individual transformer operation or integral transformer operation capable of minimizing loss of the transformer to output electricity based on the amount of transformer load reduction in power system data including the amount of power generation from a renewable energy power source (40-2) while a plurality of transformers (50a, 50b, 50c, 50d) connected to a power transmission line (200) and a distribution network (300) of a substation (100) are operated and in particular, can optimally calculate an integral operation period for the transformer in an optimal direction in accordance with the load amount to realize economical system operation by combining resistance loss and no-load loss of the transformer based on data on the amount of changes.

Description

능동형 변압기 통합 운전 시스템 및 그 방법{Method for Transformer Integrated Operating and Active System thereof}Active transformer integrated operating system and method thereof {Method for Transformer Integrated Operating and Active System thereof}

본 발명은 변압기 통합 운전에 관한 것으로, 특히 신재생발전량 및 부하 변동량이 반영된 부하량에 따라 변압기의 통합운전기간을 최적의 방향으로 산정할 수 있는 능동형 변압기 통합 운전 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to integrated operation of transformers, and more particularly, to a system and method for integrated operation of active transformers capable of optimally calculating the integrated operation period of transformers according to the amount of renewable generation and the amount of load reflected therein.

세계적으로 탈원전, 탈석탄에 대한 연구 및 실계통 적용이 활발히 진행되고 있고, 태양광, 풍력발전과 같은 신재생전원이 확대되고 있는 추세이며, 이에 맞춰 국내에서도 친환경에너지 정책이 확대되어 전력계통 내 신재생발전원이 기하급수적으로 연계되고 있다.Globally, research on nuclear and coal phase-out and application to actual systems are actively underway, and new and renewable power sources such as solar and wind power are expanding. Renewable power sources are being linked exponentially.

특히 신재생에너지 발전원들이 배전망에 접속되어 발전할 경우, 154kV 송전선로 및 변압기 측면에서 마치 부하가 줄어드는 것과 같은 효과를 가질 수 있다.In particular, when new and renewable energy sources are connected to the distribution network and generate power, they can have the same effect as reducing the load in terms of 154kV transmission lines and transformers.

그러므로 변전소에서는 신재생에너지 발전원을 통한 신재생 전원의 증가에 맞춰 변압기 통합운전이 이루어짐으로써 변압기의 불필요한 손실을 줄여 주고 있다.Therefore, in the substation, the unnecessary loss of the transformer is reduced by performing the integrated operation of the transformer in line with the increase in renewable power through the renewable energy generation source.

이러한 이유는 변전소의 변압기 부하는 화력, 수력, 원자력 발전기와 같은 기존 에너지 발전원과 다르게 출력량을 원하는 만큼 조정이 불가능 하면서 신재생 전원에 의한 출력 변동이 심한 신재생에너지 발전원으로부터 직접적으로 영향을 받을 수밖에 없기 때문이다.This is because, unlike conventional energy sources such as thermal power, hydroelectric power, and nuclear power generators, the load of transformers in substations is directly affected by new and renewable energy sources, which cannot adjust the output as much as desired, and whose output fluctuates greatly due to new and renewable sources. because there is no choice but to

일례로 상기 변압기 통합운전은 부하가 적은 경부하시기에 복수개의 변압기 중 부하량이 적은 변압기를 통합하여 운용하고, 이를 통해 매년 연간 25,000MWh, 약 20억원의 비용 절감이 이루어지고 있다. For example, the transformer integrated operation integrates and operates a plurality of transformers with a low load during a light load period when the load is light, and through this, annual cost savings of 25,000 MWh or about 2 billion won are being made.

국내등록특허 KR 10-1658705 BDomestic registered patent KR 10-1658705 B

하지만, 상기 변압기 통합운전 방식은 경부하기간으로 국한된 경부하 대응식 변압기 통합운전 방식으로 운용됨으로써 최근 급속도로 증가하는 태양광발전설비와 같은 신재생에너지 발전원으로 인한 배전선로 순부하의 일정 수준 이하 감소 시간의 증가에 대처할 수 없다는 한계에 부딪히고 있는 실정이다.However, the transformer integrated operation method is operated as a light load response transformer integrated operation method limited to a light load period, so that it is below a certain level of the net load of the distribution line due to new and renewable energy sources such as photovoltaic power generation facilities, which are rapidly increasing recently. It is currently facing a limitation that it cannot cope with the increase in the reduction time.

특히 순부하 감소 시간 증가는 신재생에너지 발전원이 배전망에 접속되는 숫자가 지속적으로 증가하는 추세에서 더욱 증가됨을 감안할 때, 변압기의 불필요한 손실을 줄여 보다 안정적으로 전력 계통운영을 할 수 있는 즉, 기존의 경부하 대응식 변압기 통합운전 방식의 한계를 극복함이 요구되고 있다.In particular, considering that the increase in net load reduction time is further increased in the trend of continuously increasing the number of renewable energy generation sources connected to the distribution network, it is possible to operate the power system more stably by reducing unnecessary losses of the transformer, that is, It is required to overcome the limitations of the existing light load response type transformer integrated operation method.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 기존 에너지 발전원과 함께 신재생발전량 및 부하 변동량에 따른 변화량 데이터를 관리함으로써 변압기 통합 운전의 손실 방생을 최소하여 전력계통이 경제적이고 합리적으로 운영될 수 있고, 특히 변화량 데이터 기반으로 변압기의 저항손과 무부하손을 조합함으로써 변압기를 부하량에 맞춘 최적 방향으로 통합운전기간의 산정이 최적화되어 경제적인 계통 운영이 이루어질 수 있는 능동형 변압기 통합 운전 시스템 및 방법의 제공에 목적이 있다.Therefore, in view of the above points, the present invention manages the data of the amount of change according to the amount of new and renewable power generation and the amount of load change together with the existing energy generation source, thereby minimizing the loss of integrated operation of the transformer, so that the power system can be operated economically and rationally, In particular, the purpose is to provide an active transformer integrated operation system and method that can achieve economical system operation by combining the resistance loss and no-load loss of the transformer based on the amount of change data, thereby optimizing the calculation of the integrated operation period in the optimal direction tailored to the load amount of the transformer. there is.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 변압기 통합 운전 방법은 복수개로 구성된 변압기의 운전 중 통합 운전 최적제어장치에 의해 신재생 에너지 발전원의 발전량이 포함된 전력계통 데이터의 변압기 부하 감소량에 기반 하여 변압기 손실 최소화가 가능한 변압기 개별운전 또는 변압기 통합운전이 판단되어 출력되는 변압기 통합 운전 최적 제어가 포함되는 것을 특징으로 한다.The transformer integrated operation method of the present invention for achieving the above object is based on the transformer load reduction amount of the power system data including the generation amount of the renewable energy source by the integrated operation optimal control device during operation of a plurality of transformers It is characterized by including optimal control of integrated operation of transformers, which determines and outputs transformer individual operation or integrated operation of transformers capable of minimizing transformer loss.

바람직한 실시예로서, 상기 전력계통 데이터는 발전원의 출력량 조정이 가능한 기존 에너지 발전원의 발전량에 상기 신재생 에너지 발전원의 발전량을 실시간 합산으로 산출되고, 상기 실시간 합산은 상기 변압기 부하 감소량이다.As a preferred embodiment, the power system data is calculated by real-time summing of the generation amount of the renewable energy generation source with the generation amount of the existing energy generation source capable of adjusting the output amount of the power generation source, and the real-time sum is the transformer load reduction amount.

바람직한 실시예로서, 상기 신재생 에너지 발전원의 발전량은 상기 신재생발전기의 예측 발전량 또는 예측 부하량이다.As a preferred embodiment, the generation amount of the renewable energy generation source is the predicted generation amount or the predicted load amount of the renewable energy generator.

바람직한 실시예로서, 상기 기존 에너지 발전원은 화력 발전, 수력 발전 및 원자력 발전 중 어느 하나이고, 상기 신재생 에너지 발전원은 태양광 발전 또는 풍력 발전이다.As a preferred embodiment, the existing energy generation source is any one of thermal power generation, hydroelectric power generation and nuclear power generation, and the renewable energy generation source is solar power generation or wind power generation.

바람직한 실시예로서, 상기 변압기 통합 운전 최적 제어의 단계는 입력된 상기 전력계통 데이터에서 상기 변압기 부하 감소량을 연산하고, 복수개의 상기 변압기를 개별운전 변압기로 하여 예측되는 개별운전 손실 및 통합운전 변압기로 하여 예측되는 통합운전 손실이 각각 연산되는 단계, 복수개의 상기 변압기 각각에서 현재 운전 정보를 확인하고, 상기 현재 운전 정보로 상기 개별운전 변압기의 수량이 복수개로 확인되는 단계, 복수개의 상기 개별운전 변압기 각각에서 합산한 변압기 부하량 합이 상기 개별운전 변압기의 변압기 최대 부하량 보다 작은 값인지 판단되는 단계, 상기 개별운전 변압기를 상기 통합운전 변압기로 전환할 때 상기 통합운전 손실이 상기 개별운전 손실의 합보다 작은 값인지 판단되는 단계, 및 판단결과로 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전이 출력되는 단계로 수행된다.As a preferred embodiment, the step of optimal transformer integrated operation control calculates the transformer load reduction amount from the input power system data, and individual operation losses predicted by using a plurality of the transformers as individual operation transformers and integrated operation transformers The step of calculating each of the predicted combined operation losses, the step of checking current operation information in each of a plurality of the transformers, and the step of confirming the number of individual operation transformers as a plurality with the current operation information, in each of the plurality of individual operation transformers Determining whether the sum of the summed transformer loads is less than the maximum load of the transformers of the individual operation transformers, whether the combined operation loss is smaller than the sum of the individual operation losses when the individual operation transformers are converted into the integrated operation transformers. A step of determining, and a step of outputting the transformer individual operation or the integrated transformer operation as a result of the determination are performed.

바람직한 실시예로서, 상기 개별운전 손실과 상기 통합운전 손실의 예측은 상기 변압기 부하 감소량에 기반 한 연산으로 이루어지며, 상기 개별운전 손실은 변압기 한 개에 적용되고, 상기 통합운전 손실은 2개의 변압기 조합에 적용된다.As a preferred embodiment, the prediction of the individual operating loss and the integrated operating loss is made by calculation based on the amount of reduction in the load of the transformer, the individual operating loss is applied to one transformer, and the integrated operating loss is a combination of two transformers. applies to

바람직한 실시예로서, 상기 현재 운전 정보로 상기 개별운전 변압기의 확인이 이루어지지 않으면, 상기 통합운전 변압기를 상기 개별운전 변압기로 전환할 때 상기 통합운전 손실이 상기 개별운전 손실의 합보다 작은 값인지 판단되는 단계로 전환된다.As a preferred embodiment, if the individual operation transformer is not identified with the current operation information, it is determined whether the integrated operation loss is smaller than the sum of the individual operation losses when the integrated operation transformer is switched to the individual operation transformer. transition to a stage in which

바람직한 실시예로서, 상기 변압기 개별운전은 상기 변압기 부하량 합이 상기 변압기 최대 부하량 보다 큰 값에서 적용되며, 상기 변압기 개별운전은 상기 통합운전 손실이 상기 개별운전 손실의 합보다 큰 값에서 적용된다.As a preferred embodiment, the transformer individual operation is applied when the sum of the transformer loads is greater than the transformer maximum load, and the transformer individual operation is applied when the combined operation loss is greater than the sum of the individual operation losses.

바람직한 실시예로서, 상기 통합 운전 최적제어장치의 출력은 전력 제어 시스템으로 전달되고, 상기 전력 제어 시스템은 복수개의 상기 변압기 각각을 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전으로 제어하며, 상기 변압기가 설치된 변전소의 송전선로와 배전망을 감시하는 SCADA 또는 EMS이다.As a preferred embodiment, the output of the integrated operation optimum control device is transmitted to a power control system, and the power control system controls each of the plurality of transformers by individual operation of the transformers or integrated operation of the transformers, and the substation in which the transformers are installed. It is a SCADA or EMS that monitors the transmission line and distribution network of

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 능동형 변압기 통합 운전 시스템은 변전소에 설치되고, 발전원의 출력량 조정이 가능한 기존 에너지 발전원의 전력을 공급하는 송전선로와 신재생 에너지 발전원의 전력을 공급하는 배전망에 각각 연결된 복수개로 구성된 제1,2,3,4 변압기; 상기 제1,2,3,4 변압기 각각의 운전 중 신재생 에너지 발전원의 발전량이 포함된 전력계통 데이터의 변압기 부하 감소량에 기반 하여 변압기 손실 최소화가 가능한 변압기 개별운전 또는 변압기 통합운전을 판단하여 출력해 주는 통합 운전 최적제어장치, 및 상기 송전선로와 상기 배전망으로 공급되는 부하량을 관리하고, 상기 통합 운전 최적제어장치의 출력으로 상기 변압기의 운전 상태를 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전으로 전환해 주는 전력 제어 시스템이 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the active transformer integrated operation system of the present invention for achieving the above object is installed in a substation and transmits power from a transmission line supplying power from an existing energy generation source capable of adjusting the output of a generation source and power from a renewable energy generation source. Transformers 1, 2, 3, and 4 composed of a plurality of transformers each connected to a power supply network; Based on the transformer load reduction amount of the power system data including the generation amount of the renewable energy generation source during the operation of each of the first, second, third, and fourth transformers, individual transformer operation or combined operation of transformers capable of minimizing transformer loss is determined and output An integrated operation optimum control device that manages the amount of load supplied to the transmission line and the distribution network, and converts the operating state of the transformer to the transformer individual operation or the transformer integrated operation with the output of the integrated operation optimum control device. It is characterized in that a power control system is included.

바람직한 실시예로서, 상기 통합 운전 최적제어장치는 상기 전력계통 데이터와 함께 상기 제1,2,3,4 변압기 각각의 운전 전보를 입력받는 입력부, 상기 전력계통 데이터에서 상기 변압기 부하 감소량을 획득하여 개별운전 손실과 통합운전 손실을 각각 연산하고, 개별운전 변압기에 대한 변압기 부하량 합을 변압기 최대 부하량과 비교 하여 상기 변압기 개별운전과 상기 변압기 통합운전을 연산하며, 상기 통합운전 손실을 상기 개별운전 손실의 합과 비교 하여 상기 변압기 개별운전과 상기 변압기 통합운전을 연산하는 연산부, 및 상기 변압기 개별운전과 상기 변압기 통합운전의 선책 결과를 판단하여 출력하는 판단부로 구성된다.As a preferred embodiment, the integrated operation optimum control device obtains the input unit for receiving the operating information of each of the first, second, third, and fourth transformers together with the power system data, and obtains the transformer load reduction amount from the power system data, and individually The operation loss and the integrated operation loss are calculated respectively, and the transformer individual operation and the transformer integrated operation are calculated by comparing the sum of the transformer loads for the individual operation transformers with the transformer maximum load, and the integrated operation loss is the sum of the individual operation losses It consists of an arithmetic unit that calculates the transformer individual operation and the integrated transformer operation, and a determination unit that determines and outputs a selection result of the transformer individual operation and the integrated transformer operation.

바람직한 실시예로서, 상기 입력부애는 상기 신재생 에너지 발전원의 발전량에 대한 예측 발전량 또는 예측 부하량이 상기 전력계통 데이터로 입력되고, 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전을 확인하기 위해 상기 제1,2,3,4변압기 각각의 운전 정보가 입력된다.In a preferred embodiment, the input unit inputs the predicted generation amount or the predicted load amount of the generation amount of the renewable energy generation source as the power system data, and to confirm the individual operation of the transformer or the combined operation of the transformer, the first, The operation information of each of the 2, 3, and 4 transformers is input.

바람직한 실시예로서, 상기 전력계통 데이터는 전력 데이터 수집 장치를 통해 상기 통합 운전 최적제어장치로 입력된다.As a preferred embodiment, the power system data is input to the integrated operation optimum control device through a power data collection device.

바람직한 실시예로서, 상기 변압기 통합운전은 상기 제1,2,3,4변압기 중 2개의 변압기 조합으로 운영된다.As a preferred embodiment, the integrated operation of the transformers is operated by a combination of two of the first, second, third, and fourth transformers.

이러한 본 발명의 능동형 변압기 통합 운전 시스템을 이용한 능동형 변압기 통합 운전 방법은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.The active transformer integrated operation method using the active transformer integrated operation system of the present invention implements the following actions and effects.

첫째, 복수개의 변압기 통합운전이 저항손과 무부하손의 조합으로 최적화되어 운전될 수 있고, 특히 태양광, 풍력발전과 같이 출력 변동이 심하면서 출력량 조정이 불가능한 신재생에너지 발전원 들이 배전망에 접속되더라도 변압기부하를 줄여 줄 수 있다.First, integrated operation of multiple transformers can be optimized and operated with a combination of resistive loss and no-load loss. The transformer load can be reduced.

둘째, 변압기 부하가 적은 경부하 기간과 같이 장기간의 단위의 인접한 변압기 통합운영 방안으로 발생될 수밖에 없는 현장여건에 맞는 실시간적인 제어 어려움이 동반하는 불필요한 손실의 경제적 손해가 발생되지 않는다.Second, economic damage of unnecessary loss accompanied by difficulties in real-time control suitable for site conditions that must occur in the integrated operation plan of adjacent transformers in a long-term unit, such as during a light load period when the transformer load is small, does not occur.

셋째, 화력, 수력, 원자력 발전기와 운영 조건이 다른 신재생에너지 발전원에 대해서도 일정기간별로(계절별, 월별 등) 부하량을 감시로 데이터 저장 및 관리가 이루어짐으로써 최소의 손실로 안정적인 부하공급이 가능하도록 복수개의 변압기 통합 운영이 가능하다.Third, data is stored and managed by monitoring the load amount for a certain period (seasonal, monthly, etc.) for new and renewable energy sources with different operating conditions from thermal power, hydroelectric power, and nuclear power generators to enable stable load supply with minimum loss. Integrated operation of multiple transformers is possible.

넷째, 복수개의 변압기 통합 운영이 신재생에너지 발전원으로 인한 일정주기에 따라 변동적인 변압기부하에 대응함으로써 변압기의 설비 노후화를 막을 수 있고, 동시에 변압기손실을 줄여 경제적으로 운영할 수 있다.Fourth, the integrated operation of a plurality of transformers can prevent aging of transformer facilities by responding to the variable transformer load according to a certain period due to renewable energy generation sources, and at the same time reduce transformer losses and operate economically.

다섯째, 어느 시기에, 어느 정도의 양을 발전할지 예측하기 불가한 배전망에 접속된 수 많은 신재생발전원들을 관리하기 불가한 수직적이고 중앙집중적인 기존의 변압기 통합운영방식의 단점이 모두 해결되고, 특히 신재생발전, 전력소비 감소등에 따른 경부하시 변압기 통합운전을 통해 불필요한 무부하손실을 줄일 수 있어 구입되는 전력량과 비용을 절감시킬 수 있다.Fifth, all the disadvantages of the existing vertical and centralized integrated operation method of transformers, which are unable to manage numerous new and renewable power sources connected to the distribution network, where it is impossible to predict at what time and how much power will be generated, are all resolved. , In particular, unnecessary no-load loss can be reduced through the integrated operation of transformers at light loads due to new and renewable power generation and reduced power consumption, thereby reducing the amount of power and cost to be purchased.

도 1은 본 발명에 따른 능동형 변압기 통합 운전 방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 능동형 변압기 통합 운전 시스템의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 부하량 별 변압기 손실 특성 선도이고, 도 4는 본 발명에 따른 능동형 변전소의 변압기 개별운전 및 변압기 통합운전의 예이며, 도 5는 본 발명에 따른 능동형 변압기의 통합운전을 통한 부하량 별 변압기 손실 특성 선도이다.1 is a flow chart of an active transformer integrated operation method according to the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of an active transformer integrated operation system according to the present invention, Figure 3 is a transformer loss characteristic diagram for each load amount according to the present invention, Figure 4 is an example of transformer individual operation and transformer integrated operation of an active substation according to the present invention, and FIG. 5 is a transformer loss characteristic diagram for each load through integrated operation of active transformers according to the present invention.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying exemplary drawings, and since these embodiments can be implemented in various different forms by those skilled in the art as an example, the description herein It is not limited to the embodiment of

도 1 및 도 2를 참조하면, 변압기 통합 운전 방법은 복수개의 변압기 운전(도 4 참조) 중 통합 운전 최적제어장치(10)가 변압기 통합 운전 최적 제어(S200~S401)를 통해 신재생 에너지 발전원(40-2)의 발전량이 포함된 전력계통 데이터(S100)로부터 변압기 손실이 최소화되는 변압기 개별운전 또는 변압기 통합운전을 판단한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the transformer integrated operation method is a renewable energy generation source through the integrated operation optimal control device 10 of a plurality of transformers operated (see FIG. 4) through the transformer integrated operation optimal control (S200 to S401). Based on the power system data (S100) including the generation amount of (40-2), it is determined whether transformer individual operation or integrated transformer operation minimizes transformer loss.

이를 위해 상기 변압기 통합 운전 최적 제어(S200~S401)는 전력계통 데이터(S100)에 기반 하여 통합 운전 최적제어장치(10)에서 변압기(50)의 적합한 운전방식 확인(S200)이 이루진 후 변압기의 현재 운전 상태가 고려된 통합운전 가능성을 결정(S300~S302)하고, 결정 안에 기반 하여 변압기 운영이 변압기 통합운전(S400) 또는 변압기 개별운전(S401)으로 결정된다.To this end, the transformer integrated operation optimum control (S200 to S401) is based on the power system data (S100), the integrated operation optimum control device 10 confirms the suitable operation method of the transformer 50 (S200), and then the transformer The possibility of integrated operation considering the current operating state is determined (S300 to S302), and based on the decision, the transformer operation is determined as integrated transformer operation (S400) or transformer individual operation (S401).

따라서 상기 변압기 통합 운전 방법은 배전망에 접속되어 변압기 부하를 줄이는 신재생에너지 발전원들의 영향을 일정기간별(예, 계절별, 월별 등)의 부하량 데이터 관리로 최소의 손실로 안정적인 부하공급이 가능한 운영의 최적화 방안을 확보할 수 있고, 이러한 최적운영방안으로 변압기의 설비노후화를 막으면서 동시에 줄어은 변압기손실로 경제성도 함께 달성하는 능동형 변압기 통합 운전 방법으로 특징된다.Therefore, the integrated operation method of the transformer is an operation that can provide stable load supply with minimum loss by managing load amount data for a certain period (eg, seasonally, monthly, etc.) by controlling the influence of renewable energy sources that are connected to the distribution network and reduce the load of the transformer. It is characterized by an active transformer integrated operation method that can secure an optimization plan and achieves economic feasibility with reduced transformer loss while preventing deterioration of transformer facilities through this optimal operation plan.

한편 도 2를 참조하면, 상기 능동형 변압기 통합 운전 시스템(1)은 통합 운전 최적제어장치(10), 전력 데이터 수집 장치(20) 및 전력 제어 시스템(30)로 구성됨으로써 에너지 발전원(40)과 변압기(50) 사이에서 운영된다.Meanwhile, referring to FIG. 2, the active transformer integrated operation system 1 is composed of an integrated operation optimum control device 10, a power data collection device 20, and a power control system 30, thereby providing an energy generator 40 and between the transformers 50.

구체적으로 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 에너지 발전원(40)의 기존 에너지 발전원(40-1)과 신재생 에너지 발전원(40-2)이 미치는 변압기(50)의 부하량을 일정기간별(예, 계절별, 월별 등)로 감시하여 데이터 저장과 관리를 수행하고, 최소의 손실로 안정적인 부하공급이 가능한 운영이 가능토록 최적운영방안을 분석및 판단하여 변압기 운영자에게 제공하여 준다.Specifically, the integrated operation optimum control device 10 determines the load of the transformer 50 exerted by the existing energy power generation source 40-1 and the new renewable energy power source 40-2 of the energy power generation source 40 for each predetermined period. It performs data storage and management by monitoring (eg, seasonally, monthly, etc.), analyzes and determines the optimal operation plan to enable stable load supply with minimum loss, and provides it to the transformer operator.

이를 위해 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 입력부(11), 연산부(13) 및 판단부(15)로 구성된다.To this end, the integrated driving optimum control device 10 is composed of an input unit 11, a calculation unit 13, and a determination unit 15.

일례로 상기 입력부(11)는 전력계통 실시간 데이터와 신재생발전기의 예측 발전량 및 예측 부하량을 입력받고, 특히 변압기(50)의 현재 변압기 운전상태 정보를 획득한다. 이 경우 상기 전력계통 실시간 데이터는 에너지 발전원(40)을 구성하는 기존 에너지 발전원(40-1)과 신재생 에너지 발전원(40-2)의 전력을 포함하며, 상기 신재생발전기는 신재생 에너지 발전원(40-2)을 의미한다.For example, the input unit 11 receives power system real-time data, predicted generation amount and predicted load amount of a renewable generator, and in particular, acquires current transformer operating state information of the transformer 50 . In this case, the power system real-time data includes the power of the existing energy generation source 40-1 and the renewable energy generation source 40-2 constituting the energy generation source 40, and the new and renewable generators are It means the energy generation source 40-2.

특히 상기 입력부(11)에는 전력 데이터 수집 장치(20)나 전력 제어 시스템(30)이 갖추거나 또는 입력부(11)의 자체적으로 구출된 신재생발전기의 발전량 맵(도시되지 않음)이 포함되고, 상기 신재생발전기의 발전량 맵은 에너지 발전원(40)의 신재생 에너지 발전원(40-2)의 종류별 특성(예, 태양광 및/또는 풍력)에 맞춘 전력-시간 선도로 추출되는 예측 발전량을 기준하여 변압기(50)의 부하 감소분을 예측 부하량으로 하여 신재생발전기의 예측 발전량 및 예측 부하량을 확인 또는 산출하는데 적용된다.In particular, the input unit 11 includes a power generation map (not shown) of the renewable generator provided by the power data collection device 20 or the power control system 30 or rescued by itself of the input unit 11, The power generation map of the new and renewable generator is based on the predicted power generation amount extracted as a power-time diagram tailored to the characteristics of each type (eg, solar and / or wind power) of the renewable energy power source 40-2 of the energy power source 40. It is applied to confirm or calculate the predicted generation amount and the predicted load amount of the renewable generator by using the load reduction of the transformer 50 as the predicted load amount.

일례로 상기 연산부(13)는 부하량을 바탕으로 운전중인 변압기의 개별운전시 손실과 통합운전시 손실을 연산하고, 이를 위해 변압기 개별운전 손실 연산식(예, 수학식 1), 변압기 통합운전 손실 연산식(예, 수학식 2), 변압기 운전모드 전환 비교식(예, 수학식 3) 및 운전모드 간 변압기 손실 비교식(예, 수학식 4)이 각각 적용된 연산 처리 과정을 수행한다.For example, the calculation unit 13 calculates the loss during individual operation and the loss during integrated operation of transformers in operation based on the amount of load, and for this purpose, calculation of transformer individual operation loss calculation formula (e.g., Equation 1) and transformer integrated operation loss calculation Equation (eg, Equation 2), transformer operation mode switching comparison formula (eg, Equation 3), and operation mode transformer loss comparison formula (eg, Equation 4) are respectively applied, and an arithmetic processing process is performed.

일례로 상기 판단부(15)는 연산된 결과로 손실최소화를 위한 최적의 변압기 운전방안을 출력함으로써 출력된 결과를 바탕으로 일정기간단위로 결정되는 최적통합운전방안이 변압기 개별운전 또는 통합운전으로 결정할 수 있도록 한다.For example, the determination unit 15 outputs an optimal transformer operation plan for minimizing loss as a result of the calculation, and based on the output result, the optimal integrated operation plan determined in units of a certain period is determined by transformer individual operation or combined operation. make it possible

구체적으로 상기 전력 데이터 수집 장치(20)는 에너지 발전원(40)의 기존 에너지 발전원(40-1)과 신재생 에너지 발전원(40-2)에 네트워크 구축됨으로써 기존 에너지 발전원(40-1)과 신재생 에너지 발전원(40-2)에 대한 전력계통 실시간 데이터를 수집하여 통합 운전 최적제어장치(10)의 입력부(11)로 제공하고, 특히 신재생 에너지 발전원(40-2)에 대한 기존의 정기간 저장 데이터를 분석하여 현재 시점에서 가능한 발전 및 부하 예측 데이터를 통합 운전 최적제어장치(10)의 입력부(11)로 제공하여 준다. 이 경우 상기 전력 데이터 수집 장치(20)는 EMS(Energy Management System)나 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)일 수 있다.Specifically, the power data collection device 20 is configured with a network between the existing energy generation source 40-1 and the new and renewable energy generation source 40-2 of the energy generation source 40, so that the existing energy generation source 40-1 ) and the power system real-time data for the renewable energy power generation source 40-2 are collected and provided to the input unit 11 of the integrated operation optimum control device 10, especially for the renewable energy power source 40-2. By analyzing the existing periodic stored data for the current time, possible power generation and load prediction data are provided to the input unit 11 of the integrated operation optimum control device 10. In this case, the power data collection device 20 may be an Energy Management System (EMS) or Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA).

구체적으로 상기 전력 제어 시스템(30)은 통합 운전 최적제어장치(10)의 판단부(15)에서 발생된 출력 데이터를 받는 데이터 저장장치 및 감시제어장치이고, 변전소(100)로 이어진 송전선로(200)와 배전망(300)(도 4 참조)에 네트워크 구축됨으로써 변압기(50)를 제어하여 개별운전 또는 통합운전 방식으로 운영하여 준다. 이 경우 상기 전력 제어 시스템(30)은 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)나 EMS(Energy Management System)일 수 있다.Specifically, the power control system 30 is a data storage device and monitoring control device that receives output data generated by the determination unit 15 of the integrated operation optimum control device 10, and the transmission line 200 connected to the substation 100. ) and the distribution network 300 (see FIG. 4), the transformer 50 is controlled and operated in an individual operation or integrated operation method. In this case, the power control system 30 may be SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) or EMS (Energy Management System).

구체적으로 상기 에너지 발전원(40)은 화력/수력/원자력 발전기 등을 적용한 기존 에너지 발전원(40-1), 태양광/풍력발전 등을 적용한 신재생 에너지 발전원(40-2)을 포함한다. 이 경우 상기 신재생 에너지 발전원(40-2)은 복수개의 제1,2,3 신재생 에너지 발전원(40-2a,40-2b,40-2c)(도 4 참조)로 구성되어 그 각각이 변압기(50)와 연결된다.Specifically, the energy generation source 40 includes an existing energy generation source 40-1 to which thermal/hydro/nuclear power generators, etc. are applied, and a renewable energy generation source 40-2 to which solar/wind power generation is applied. . In this case, the renewable energy generation source 40-2 is composed of a plurality of first, second, and third renewable energy generation sources 40-2a, 40-2b, and 40-2c (see FIG. 4), respectively. It is connected with this transformer (50).

구체적으로 상기 변압기(50)는 변압기특성상 손실을 발생하고, 이러한 손실은 부하량에 상관없이 고정적으로 발생하는 철손과 기계손의 무부하손, 부하량에 증감에 따라 변화하는 동손과 표류부하손의 무한손으로 구분된다.Specifically, the transformer 50 generates losses due to the characteristics of the transformer, and these losses include iron loss and no-load loss of mechanical loss that occur fixed regardless of the load amount, and infinite loss of copper loss and drift load loss that change according to the increase or decrease of the load amount. Separated.

이는 도 3의 변압기(50)의 손실 특성에서, 무부하손은 부하량에 관계없이 일정한 값을 나타내는 반면, 부하손은 부하량 증가에따라 부하량의 자승에 비례하여 증가하는 예를 알 수 있다.In the loss characteristics of the transformer 50 of FIG. 3, it can be seen that the no-load loss shows a constant value regardless of the load amount, while the load loss increases in proportion to the square of the load amount as the load amount increases.

그러므로 상기 변압기(50)의 운용은 그 최적운전방안의 결정에 기타 다른 손실보다 상당히 큰 값인 철손 및 동손을 감안하여 저항손과 무부하손의 조합을 통해 얻을 수 있는 최적의 변압기 통합운전 방안이 적용될 수 있다.Therefore, for the operation of the transformer 50, the optimal transformer integrated operation method obtained through the combination of resistance loss and no-load loss can be applied in consideration of iron loss and copper loss, which are significantly larger than other losses, in determining the optimal operation plan. .

이하 상기 변압기 통합 운전 방법은 도 2 및 도 4,5를 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어 주체는 통합 운전 최적제어장치(10)를 메인으로 하여 전력 제어 시스템(20) 또는 전력 데이터 수집 장치(30)를 서브로 하고, 제어 대상은 변전소(100)의 제1,2,3,4 변압기(50a,50b,50c,50d) 각각이다.Hereinafter, the integrated operation method of the transformer will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 4 and 5 . In this case, the control subject takes the integrated operation optimum control device 10 as the main and the power control system 20 or the power data collection device 30 as a sub, and the control target is the first, second, and third substations of the substation 100 , 4 transformers (50a, 50b, 50c, 50d) respectively.

도 1을 참조하면, 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 S100의 전력계통 데이터의 수집 또는 확인 단계를 수행한다.Referring to FIG. 1 , the integrated operation optimum control device 10 performs the power system data collection or confirmation step of S100.

도 2와 같이, 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 입력부(11)를 통해 기존 에너지 발전원(40-1)과 신재생 에너지 발전원(40-2)의 전력계통 실시간 데이터 또는 신재생발전기의 예측 발전량 및 예측 부하량을 입력받음으로써 S100의 전력계통 데이터 단계를 수행하고, 이는 전력 데이터 수집 장치(20)를 구성하는 SCADA 또는 EMS가 네트워크 구축되어 수행된다.As shown in FIG. 2, the integrated operation optimum control device 10 transmits power system real-time data or new and renewable generators of the existing energy generation source 40-1 and the new and renewable energy generation source 40-2 through the input unit 11. The power system data step of S100 is performed by receiving the predicted generation amount and the predicted load amount of , which is performed by constructing a network of SCADA or EMS constituting the power data collection device 20.

그러므로 상기 전력계통 실시간 데이터는 발전원의 출력량 조정이 가능한 화력, 수력, 원자력에 기반 한 기존 에너지 발전원(40-1)의 발전량에 신재생 에너지 발전원(40-2)의 발전량이 실시간으로 합쳐진 변압기 부하 감소량을 의미한다.Therefore, the real-time data of the power system is the amount of power generated by the renewable energy source 40-2 added in real time to the amount of power generated by the existing energy power source 40-1 based on thermal power, hydropower, and nuclear power that can adjust the output of the power source. It means the amount of transformer load reduction.

특히 상기 전력계통 데이터(S100)는 변압기 부하정보에 대해 현재 전력계통의 실시간 DATA를 기반으로 반영하거나 또는 부하 및 신재생에너지발전량의 예측값을 기준으로 반영할 수 도 있고, 이는 입력값이 사용자의 목적에 따라 선택이 가능함을 나타낸다.In particular, the power system data (S100) may reflect transformer load information based on real-time data of the current power system or based on predicted values of load and renewable energy generation, which means that the input value is the user's purpose indicates that selection is possible.

나아가 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 입력부(11)를 통해 변압기(50)의 현재 변압기 운전상태 정보를 획득하고, 이를 통해 현재 운영 중인 변압기(50)의 운전 방식을 인식하여 준다.Furthermore, the integrated operation optimum control device 10 obtains current transformer operating state information of the transformer 50 through the input unit 11 and recognizes the operation method of the currently operating transformer 50 through this.

이어 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 S200의 운전 방안별 변압기 손실 연산 단계를 도 2와 같이, 입력부(11)의 정보를 받은 연산부(13)를 통해 수행한다.Subsequently, the integrated operation optimum control device 10 performs the transformer loss calculation step for each driving method in S200 through the calculation unit 13 receiving information from the input unit 11 as shown in FIG. 2 .

특히 상기 연산부(13)는 운전 방안별 변압기 손실 연산(S200)에 대해 변압기 개별운전 손실 연산식(예, 수학식 1), 변압기 통합운전 손실 연산식(예, 수학식 2)을 적용하고, 그 적용 결과를 산출한다.In particular, the calculation unit 13 applies the transformer individual operating loss calculation formula (eg, Equation 1) and the transformer integrated operation loss calculation formula (eg, Equation 2) to the transformer loss calculation (S200) for each operation plan, Calculate the application result.

일례로 상기 변압기 개별운전 손실 연산식의 수학식 1은 도 4와 같이 제1 변압기(50a) 또는 제2 변압기(50b)에 적용함으로서 1개의 변압기에 대하여 수행된다.For example, Equation 1 of the transformer individual operation loss calculation equation is applied to the first transformer 50a or the second transformer 50b as shown in FIG. 4, and thus is performed for one transformer.

수학식 1: Equation 1:

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 는 A 변압기의 손실[MW], 는 A 변압기의 부하[MW], 는 A 변압기의 용량[MVA], 는 A 변압기의 역률, 는 A 변압기의 부하손실[MW], 는 A 변압기의 무부하손실[MW] 이다. 이 경우 A 변압기는 제1 변압기(50a) 또는 제2 변압기(50b)이다.where is the loss of transformer A [MW], is the load of transformer A [MW], is the capacity of transformer A [MVA], is the power factor of transformer A, is the load loss of transformer A [MW], and is the no-load of transformer A is the loss [MW]. In this case, the A transformer is the first transformer 50a or the second transformer 50b.

이로부터 상기 제1 변압기(50a) 또는 상기 제2 변압기(50b)에 대한 개별운전 손실의 결과가 산출된다.From this, the results of individual operation losses for the first transformer 50a or the second transformer 50b are calculated.

반면 상기 변압기 통합운전 손실 연산식의 수학식 2는 도 4와 같이 제3 변압기(50c)와 제4 변압기(50d)의 조합과 같이 2개의 변압기에 대하여 적용된다.On the other hand, Equation 2 of the transformer integrated operating loss calculation formula is applied to two transformers such as a combination of the third transformer 50c and the fourth transformer 50d as shown in FIG. 4 .

즉, 하기의 수학식 2는 예를 들어 A,B 두 대의 변압기를 각각 개별 운전할 경우 와 모두 존재하고, A와 B변압기를 A변압기로 통합 운전하는 경우 A’라 할 경우를 나타낸다.That is, Equation 2 below represents, for example, the case where two transformers A and B are individually operated, and both exist, and the case where A and B are integrated into transformer A is referred to as A'.

수학식 2: Equation 2:

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, 는 통합운전시 A 변압기의 총 손실[MW], 는 통합운전시 A 변압기의 부하[MW]로 A와 B변압기 부하를 모두 합친 부하, 는 통합운전시 A 변압기의 역률로 계산한다. 이 경우 A,B 변압기는 제3 변압기(50c)와 제4 변압기(50d)이다.Here, is the total loss of transformer A during integrated operation [MW], is the load of transformer A during integrated operation [MW], is the load that combines the loads of A and B transformers, and is calculated as the power factor of transformer A during integrated operation. In this case, the A and B transformers are the third transformer 50c and the fourth transformer 50d.

이로부터 상기 제3 변압기(50c)와 상기 제4 변압기(50d)의 조합에 대한 통합운전 손실의 결과가 산출된다.From this, the result of integrated operation loss for the combination of the third transformer 50c and the fourth transformer 50d is calculated.

따라서 상기 운전 방안별 변압기 손실 연산(S200)은 전력계통 데이터의 입력으로 연산된 상기 변압기 부하 감소량에 기반 하고, 복수개의 변압기(50)를 개별운전 변압기로 하여 예측되는 개별운전 손실 및 통합운전 변압기로 하여 예측되는 통합운전 손실이 각각 연산될 수 있다.Therefore, the transformer loss calculation for each driving plan (S200) is based on the transformer load reduction amount calculated as an input of power system data, and the individual operation loss predicted by using the plurality of transformers 50 as individual operation transformers and the integrated operation transformer Thus, the predicted combined operation loss can be calculated respectively.

한편 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 S300의 현재 변압기 개별 운전 확인 단계를 수행하고, 이는 도 2와 같이 연산부(13)에서 입력부(11)의 현재 변압기 운전상태 정보 확인으로 수행된다.Meanwhile, the integrated operation optimum control device 10 performs the current transformer individual operation confirmation step of S300, which is performed by checking the current transformer operation state information of the input unit 11 in the calculation unit 13 as shown in FIG.

도 4를 참조하면, 변전소(100)는 기존 에너지 발전원(40-1)을 이어주는 154kV의 송전선로(200) 및 신재생 에너지 발전원(40-2)을 이어주는 배전망(300)에 연결된 변압기(50)가 설치된다. 이 경우 상기 변전소(100)는 제1,2,3,4 변압기(50a,50b,50c,50d)를 4개의 뱅크(BANK)로 하여 구성된 예이다.Referring to FIG. 4, the substation 100 is a transformer connected to a 154 kV transmission line 200 connecting the existing energy generation source 40-1 and a distribution network 300 connecting the renewable energy generation source 40-2. (50) is installed. In this case, the substation 100 is an example configured by using the first, second, third, and fourth transformers 50a, 50b, 50c, and 50d as four banks.

그러므로 상기 제1,2,3,4 변압기(50a,50b,50c,50d)의 각각은 송전선로(200)로부터 공급된 전력을 부하로 공급하며, 이러한 부하 공급 시 변압기 입장에서 배전망(300)에 접속된 신재생 발전기의 발전은 순부하를 줄여 주는 효과가 얻어 진다.Therefore, each of the first, second, third, and fourth transformers 50a, 50b, 50c, and 50d supplies the power supplied from the transmission line 200 to the load, and when supplying these loads, the distribution network 300 The power generation of the renewable generator connected to the net load is obtained.

이로부터 상기 현재 변압기 개별 운전 확인(S300)은 제1,2,3,4 변압기(50a,50b,50c,50d)의 각각에 대한 운전 방식을 파악한다.From this, in the current transformer individual operation check (S300), operation methods for each of the first, second, third, and fourth transformers 50a, 50b, 50c, and 50d are identified.

그 결과 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 변압기 개별운전인 경우 S301의 변압기 통합운전 가능여부 판단 단계로 진입하고, 반면 변압기 개별운전이 아닌 통합운전인 경우 S302의 통합운전 손실 저감 판단 단계로 전환된다.As a result, the integrated operation optimal control device 10 enters the transformer integrated operation possibility determination step of S301 in the case of transformer individual operation, while switching to the integrated operation loss reduction determination step of S302 in the case of integrated operation rather than transformer individual operation. do.

이와 같이 상기 현재 변압기 개별 운전 확인(S300)은 복수개의 제1,2,3,4 변압기(50a,50b,50c,50d) 각각에서 현재 운전 정보를 확인하고, 현재 운전 정보로 개별운전 변압기의 수량이 복수개로 확인될 수 있다.In this way, the current transformer individual operation confirmation (S300) checks the current operation information in each of the plurality of first, second, third, and fourth transformers (50a, 50b, 50c, and 50d), and uses the current operation information to determine the number of individually operated transformers. This plurality can be identified.

특히 상기 현재 변압기 개별 운전 확인(S300)은 현재 운전 정보로 개별운전 변압기의 확인이 이루어지지 않으면, 통합운전 변압기를 개별운전 변압기로 전환할 때 통합운전 손실이 개별운전 손실의 합보다 작은 값인지 판단되는 단계(S302)로 바로 전환될 수 있다.In particular, in the current transformer individual operation confirmation (S300), if the individual operation transformer is not confirmed with the current operation information, it is determined whether the combined operation loss is smaller than the sum of the individual operation losses when the integrated operation transformer is converted to the individual operation transformer. It can be directly switched to the step (S302).

계속해서 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 S301의 변압기 통합운전 가능여부 연산 단계 및 S302의 통합운전 손실 저감 판단 단계를 도 2와 같이, 입력부(11)의 정보를 받은 연산부(13)를 통해 수행한다.Subsequently, the integrated operation optimum control device 10 performs the step of calculating whether integrated operation of transformers is possible in step S301 and the step of determining loss reduction in integrated operation in S302 through the calculation unit 13 receiving information from the input unit 11 as shown in FIG. carry out

특히 상기 연산부(13)는 변압기 통합운전 가능여부 연산(S301)에 대해 변압기 운전모드 전환 비교식(예, 수학식 3), 통합운전 손실 저감 판단(S302)에 대해 운전모드 간 변압기 손실 비교식(예, 수학식 4)을 적용하고, 그 적용 결과를 산출한다.In particular, the calculation unit 13 is a transformer operation mode switching comparison formula (e.g., Equation 3) for calculating whether integrated operation of transformers is possible (S301), and a transformer loss comparison formula between operation modes (for determining integrated operation loss reduction (S302)) Yes, Equation 4) is applied, and the application result is calculated.

일례로 상기 변압기 운전모드 전환 비교식의 수학식 3은 하기와 같다.For example, Equation 3 of the transformer operation mode switching comparison equation is as follows.

수학식 3: Equation 3:

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서,는 A변압기의 부하량, 는 B변압기의 부하량, 는 A,B변압기의 부하량을 더한 값으로 개별운전중인 변압기 부하량의 합이 통합운전하려는 변압기 최대부하량보다 작아야한다. 이 경우 A,B 변압기는 제3 변압기(50c)와 제4 변압기(50d)이다.Here, is the load of transformer A, is the load of transformer B, and is the sum of the loads of transformers A and B. In this case, the A and B transformers are the third transformer 50c and the fourth transformer 50d.

이러한 판단결과로부터, 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 통합운전이 가능한 경우 S302의 통합운전 손실 저감 판단 단계로 진입하여 운전에 따른 손실저감 비교를 수행하고, 반면 통합운전이 불가한 경우 S401의 개별운전 출력 단계로 전환된다.From these determination results, the integrated operation optimal control device 10 enters the integrated operation loss reduction determination step of S302 when integrated operation is possible and performs loss reduction comparison according to operation, whereas if integrated operation is not possible, S401 It is converted to the individual operation output stage.

일례로 상기 운전모드 간 변압기 손실 비교식의 수학식 4는 하기와 같다.For example, Equation 4 of the transformer loss comparison equation between the operation modes is as follows.

수학식 4: Equation 4:

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서,는 개별운전시 A 변압기의 손실, 는 개별운전시 B 변압기의 손실, 는 통합운전시 A 변압기의 손실이다. 이 경우 A,B 변압기는 제3 변압기(50c)와 제4 변압기(50d)이다.Here, is the loss of transformer A during individual operation, is the loss of transformer B during individual operation, and is the loss of transformer A during integrated operation. In this case, the A and B transformers are the third transformer 50c and the fourth transformer 50d.

이러한 판단결과로부터, 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 제3 변압기(50c)와 제4 변압기(50d)의 조합에 의한 통합운전손실이 개별운전손실의 합보다 작거나 큰지를 결정한다.Based on the determination result, the integrated operation optimum controller 10 determines whether the combined operation loss due to the combination of the third transformer 50c and the fourth transformer 50d is smaller or larger than the sum of the individual operation losses.

이와 같이 상기 변압기 통합운전 가능여부 연산(S301)과 상기 통합운전 손실 저감 판단(S302)은 복수개의 개별운전 변압기 각각에서 합산한 변압기 부하량 합이 개별운전 변압기의 변압기 최대 부하량 보다 작은 값인지 판단될 수 있고, 개별운전 변압기를 통합운전 변압기로 전환할 때 통합운전 손실이 개별운전 손실의 합보다 작은 값인지 판단될 수 있다.In this way, the calculation of whether the integrated operation of the transformers is possible (S301) and the determination of the integrated operation loss reduction (S302) may determine whether the sum of the transformer loads summed from each of the plurality of individual operation transformers is less than the maximum load of the transformers of the individual operation transformers. When converting an individual operation transformer into an integrated operation transformer, it can be determined whether the combined operation loss is smaller than the sum of the individual operation losses.

최종적으로 상기 통합 운전 최적제어장치(10)는 연산부(13)의 결과를 받은 판단부(15)에서, 제3 변압기(50c)와 제4 변압기(50d)의 조합에 의한 통합운전손실이 개별운전손실의 합보다 작은 경우 S400의 통합운전 출력 단계로 진입하고, 반면 통합운전손실이 개별운전손실의 합보다 큰 경우 S401의 개별운전 출력단계로 전환된다.Finally, in the determination unit 15 that receives the result of the operation unit 13, the integrated operation optimum control device 10 calculates the combined operation loss due to the combination of the third transformer 50c and the fourth transformer 50d in individual operation. If it is smaller than the sum of the losses, it enters the integrated operation output stage of S400, whereas if the integrated operation loss is greater than the sum of the individual operation losses, it is converted to the individual operation output stage of S401.

도 2를 참조하면, 상기 전력 제어 시스템(20)은 통합 운전 최적제어장치(10)의 판단부(15)에서 발생된 출력 데이터인 통합운전 출력(S400) 또는 개별운전 출력(S401)에 맞춰 변압기 운전 방식을 제3 변압기(50c)와 제4 변압기(50d)에 출력한다.Referring to FIG. 2 , the power control system 20 is a transformer according to the integrated operation output (S400) or the individual operation output (S401), which is the output data generated by the determination unit 15 of the integrated operation optimum control device 10. The operation method is output to the third transformer 50c and the fourth transformer 50d.

도 5를 참조하면, 상기 전력 제어 시스템(30)이 통합 운전 최적제어장치(10)의 변압기 개별운전과 변압기 통합운전에 대한 결과 값을 저장하면서 실제로 최적운전방안으로 적용하여 얻은 변압기(5)의 부하량에 따른 통합운전 시 손실비교 선도이다.Referring to FIG. 5, the power control system 30 stores the resultant value of transformer individual operation and integrated transformer operation of the integrated operation optimum control device 10 and actually applies the optimal operation method to obtain the result of the transformer 5. It is a loss comparison chart during integrated operation according to the load.

도시된 바와 같이, 상기 부하량에 따른 통합운전 시 손실비교 선도로부터 무부하손과 부하손을 가장 큰 손실 요소로 하는 변압기 손실 중 무부하손은 부하량에 관계없이 일정한 값을 나타내는 반면, 부하손은 부하량 증가에따라 부하량의 자승에 비례하여 증가하는 것을 알 수 있다.As shown, the no-load loss among the transformer losses having no-load loss and load loss as the largest loss factors from the loss comparison diagram during integrated operation according to the load amount shows a constant value regardless of the load amount, while the load loss shows a constant value with increasing load amount. It can be seen that it increases in proportion to the square of the load.

그러나 2대의 변압기(즉, 제1,2 변압기(50a,50v))가 각각 개별 운전하는 경우와 1대로 통합 운전(즉, 제3,4 변압기(50c,50d))하는 경우에서, 일정수준의 부하량에 따라 개별 운전하는 경우가 손실량이 줄어드는 지점이 발생한다.However, in the case where two transformers (ie, transformers 1 and 2 (50a, 50v)) are individually operated and in the case of integrated operation (ie, transformers 3 and 4 (50c, 50d)), a certain level of In the case of individual operation according to the load, the point where the loss is reduced occurs.

그러므로 상기 능동형 변압기 통합 운전 방법이 적용됨으로써 2대의 제3,4 변압기(50c,50d)에 둘 다 존재하는 적은 부하량의 무부하손이 통합운전 시 1대의 무부하손만 존재하지만 부하량제곱에 비례하는 무부하손은 부하량이 적은 경우 손실이 줄어드는 효과가 있음을 실험적으로 증명한다.Therefore, by applying the active transformer integration operation method, the no-load loss of a small load amount that exists in both the 3rd and 4th transformers 50c and 50d of the two units exists only in one unit during the integrated operation, but the no-load loss is proportional to the square of the load amount. Experimentally proves that the loss is reduced when the load is small.

이로부터 상기 부하량에 따른 통합운전시 손실비교 선도는 일정기간별 운전방안을 적용하여 변전소(100)에서 변압기 손실최소화 운전을 할 수 있음이 증명된다.From this, it is proved that the transformer loss minimization operation can be performed in the substation 100 by applying the operation plan for each period of time to the loss comparison chart during the integrated operation according to the load amount.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 능동형 변압기 통합 운전 시스템(1)을 이용한 변압기 통합 운전 방법은 변전소(100)의 송전선로(200)와 배전망(300)에 각각 연결된 복수개로 구성된 변압기(50a,50b,50c,50d)의 운전 중 신재생 에너지 발전원(40-2)의 발전량이 포함된 전력계통 데이터의 변압기 부하 감소량에 기반 하여 변압기 손실 최소화가 가능한 변압기 개별운전 또는 변압기 통합운전을 판단하여 출력하는 변압기 통합 운전 최적 제어(S100~S401)가 수행됨으로써 신재생발전량및 변압기 부하 변동량에 따른 변화량 데이터 관리로 변압기 통합 운전 손실 최소화가 가능하고, 특히 변화량 데이터 기반으로 변압기의 저항손과 무부하손을 조합함으로써 변압기를 부하량에 맞춘 최적 방향으로 통합운전기간의 산정이 최적화되어 경제적인 계통 운영이 이루어질 수 있다.As described above, the transformer integrated operation method using the active transformer integrated operation system 1 according to the present embodiment includes a plurality of transformers 50a connected to the transmission line 200 and the distribution network 300 of the substation 100, respectively. , 50b, 50c, 50d), based on the amount of transformer load reduction of the power system data including the amount of power generation of the renewable energy source (40-2) during operation, by determining individual transformer operation or combined operation of transformers that can minimize transformer loss Optimum control of output transformer integrated operation (S100 to S401) is performed, thereby minimizing transformer integrated operation loss by managing change amount data according to renewable generation amount and transformer load change amount. By doing so, the calculation of the integrated operation period is optimized in the optimal direction according to the load amount of the transformer, and economical system operation can be achieved.

1 : 능동형 변압기 통합 운전 시스템
10 : 통합 운전 최적제어장치 11 : 입력부
13 : 연산부 15 : 판단부
20 : 전력 제어 시스템 30 : 전력 데이터 수집 장치
40 : 에너지 발전원 40-1 : 기존 에너지 발전원
40-2 : 신재생 에너지 발전원
40-2a,40-2b,40-2c : 제1,2,3 신재생 에너지 발전원
50 : 변압기 50a,50b,50c,50d : 제1,2,3,4 변압기
100 : 변전소 200 : 송전선로
300 : 배전망
1: Active transformer integrated driving system
10: integrated operation optimum control device 11: input unit
13: calculation unit 15: determination unit
20: power control system 30: power data collection device
40: energy generation source 40-1: existing energy generation source
40-2: Renewable Energy Power Source
40-2a, 40-2b, 40-2c: 1st, 2nd, 3rd renewable energy generation source
50: Transformers 50a, 50b, 50c, 50d: 1st, 2nd, 3rd, 4th transformers
100: substation 200: transmission line
300: distribution network

Claims (18)

복수개로 구성된 변압기의 운전 중
통합 운전 최적제어장치에 의해 신재생 에너지 발전원의 발전량이 포함된 전력계통 데이터의 변압기 부하 감소량에 기반 하여 변압기 손실 최소화가 가능한 변압기 개별운전 또는 변압기 통합운전이 판단되어 출력되는
변압기 통합 운전 최적 제어가 포함되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
During operation of multiple transformers
Based on the amount of transformer load reduction in the power system data including the amount of power generation from renewable energy sources, the integrated operation optimal control device determines and outputs transformer individual operation or integrated transformer operation that can minimize transformer loss.
An active transformer integrated operation method comprising optimal control of integrated transformer operation.
청구항 1에 있어서, 상기 전력계통 데이터는
발전원의 출력량 조정이 가능한 기존 에너지 발전원의 발전량에 상기 신재생 에너지 발전원의 발전량을 실시간 합산으로 산출되고,
상기 실시간 합산은 상기 변압기 부하 감소량인 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 1, wherein the power system data
The amount of power generated by the new renewable energy source is calculated in real time with the amount of power generated by the existing energy source that can adjust the output of the power source,
The real-time summation is an active transformer integrated operation method, characterized in that the transformer load reduction amount.
청구항 2에 있어서, 상기 신재생 에너지 발전원의 발전량은 상기 신재생발전기의 예측 발전량 또는 예측 부하량인 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 2, wherein the power generation amount of the renewable energy source is the predicted power generation amount or the predicted load amount of the renewable energy generator.
청구항 2에 있어서, 상기 기존 에너지 발전원은 화력 발전, 수력 발전 및 원자력 발전 중 어느 하나이고,
상기 신재생 에너지 발전원은 태양광 발전 또는 풍력 발전인 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 2, wherein the existing energy power generation source is any one of thermal power generation, hydroelectric power generation, and nuclear power generation,
The renewable energy generation source is an active transformer integrated operation method, characterized in that solar power or wind power.
청구항 1에 있어서, 상기 변압기 통합 운전 최적 제어의 단계는
입력된 상기 전력계통 데이터에서 상기 변압기 부하 감소량을 연산하고, 복수개의 상기 변압기를 개별운전 변압기로 하여 예측되는 개별운전 손실 및 통합운전 변압기로 하여 예측되는 통합운전 손실이 각각 연산되는 단계,
복수개의 상기 변압기 각각에서 현재 운전 정보를 확인하고, 상기 현재 운전 정보로 상기 개별운전 변압기의 수량이 복수개로 확인되는 단계,
복수개의 상기 개별운전 변압기 각각에서 합산한 변압기 부하량 합이 상기 개별운전 변압기의 변압기 최대 부하량 보다 작은 값인지 판단되는 단계,
상기 개별운전 변압기를 상기 통합운전 변압기로 전환할 때 상기 통합운전 손실이 상기 개별운전 손실의 합보다 작은 값인지 판단되는 단계, 및
판단결과로 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전이 출력되는 단계
로 수행되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 1, wherein the step of optimizing integrated operation of the transformer is
Calculating the transformer load reduction amount from the inputted power system data, and calculating individual operating loss predicted by using a plurality of the transformers as individual operating transformers and integrated operating loss predicted by using integrated operating transformers, respectively;
Checking current operation information in each of the plurality of transformers, and confirming that the number of individual operation transformers is plural based on the current operation information;
Determining whether the sum of the transformer loads summed in each of the plurality of individual operation transformers is less than the maximum transformer load of the individual operation transformers;
Determining whether the integrated operation loss is smaller than the sum of the individual operation losses when the individual operation transformer is converted into the integrated operation transformer; and
Outputting the transformer individual operation or the integrated transformer operation as a result of the determination
Active transformer integrated operation method, characterized in that carried out as.
청구항 5에 있어서, 상기 개별운전 손실과 상기 통합운전 손실의 예측은 상기 변압기 부하 감소량에 기반 한 연산으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 5, wherein the estimation of the individual operation loss and the integrated operation loss is performed by calculation based on the amount of reduction in the transformer load.
청구항 5에 있어서, 상기 개별운전 손실은 변압기 한 개에 적용되고,
상기 통합운전 손실은 2개의 변압기 조합에 적용되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 5, wherein the individual operation loss is applied to one transformer,
The integrated operation loss is an active transformer integrated operation method, characterized in that applied to a combination of two transformers.
청구항 5에 있어서, 상기 현재 운전 정보로 상기 개별운전 변압기의 확인이 이루어지지 않으면,
상기 통합운전 변압기를 상기 개별운전 변압기로 전환할 때 상기 통합운전 손실이 상기 개별운전 손실의 합보다 작은 값인지 판단되는 단계로 전환되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 5, if the individual operation transformer is not confirmed with the current operation information,
When the integrated operation transformer is converted into the individual operation transformer, the step of determining whether the integrated operation loss is smaller than the sum of the individual operation losses.
청구항 5에 있어서, 상기 변압기 개별운전은 상기 변압기 부하량 합이 상기 변압기 최대 부하량 보다 큰 값에서 적용되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method of claim 5, wherein the transformer individual operation is applied when the sum of the transformer loads is greater than the maximum load of the transformers.
청구항 5에 있어서, 상기 변압기 개별운전은 상기 통합운전 손실이 상기 개별운전 손실의 합보다 큰 값에서 적용되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method of claim 5 , wherein the integrated operation loss of the transformer is applied at a value greater than the sum of the individual operation losses.
청구항 1에 있어서, 상기 통합 운전 최적제어장치의 출력은 전력 제어 시스템으로 전달되고,
상기 전력 제어 시스템은 복수개의 상기 변압기 각각을 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전으로 제어하는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
The method according to claim 1, wherein the output of the integrated driving optimum control device is transmitted to a power control system,
The active transformer integrated operation method, characterized in that the power control system controls each of the plurality of transformers by the transformer individual operation or the transformer integrated operation.
청구항 11에 있어서, 상기 전력 제어 시스템은
상기 변압기가 설치된 변전소의 송전선로와 배전망을 감시하는 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 또는 EMS(Energy Management System)인 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 방법.
12. The method of claim 11, wherein the power control system
An active transformer integrated operation method, characterized in that SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) or EMS (Energy Management System) monitoring the transmission line and distribution network of the substation in which the transformer is installed.
변전소에 설치되고, 발전원의 출력량 조정이 가능한 기존 에너지 발전원의 전력을 공급하는 송전선로와 신재생 에너지 발전원의 전력을 공급하는 배전망에 각각 연결된 복수개의 제1,2,3,4 변압기;
상기 제1,2,3,4변압기 각각의 운전 중 신재생 에너지 발전원의 발전량이 포함된 전력계통 데이터의 변압기 부하 감소량에 기반 하여 변압기 손실 최소화가 가능한 변압기 개별운전 또는 변압기 통합운전을 판단하여 출력해 주는 통합 운전 최적제어장치, 및
상기 송전선로와 상기 배전망으로 공급되는 부하량을 관리하고, 상기 통합 운전 최적제어장치의 출력으로 상기 제1,2,3,4 변압기의 운전 상태를 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전으로 전환해 주는 전력 제어 시스템
이 포함되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 시스템.
A plurality of transformers 1, 2, 3, and 4 installed in a substation and connected to a transmission line supplying power from an existing energy generation source capable of adjusting the output of a generation source and a distribution network supplying power from a renewable energy generation source, respectively. ;
During the operation of each of the first, second, third, and fourth transformers, based on the amount of transformer load reduction in the power system data including the generation amount of the renewable energy source, individual transformer operation or combined operation of transformers capable of minimizing transformer loss is determined and output An integrated operation optimal control device that provides
It manages the amount of load supplied to the transmission line and the distribution network, and converts the operation state of the first, second, third, and fourth transformers to the transformer individual operation or the integrated transformer operation with the output of the integrated operation optimum control device. power control system
An active transformer integrated driving system, characterized in that it is included.
청구항 13에 있어서, 상기 통합 운전 최적제어장치는
상기 전력계통 데이터와 함께 상기 제1,2,3,4변압기 각각의 운전 정보를 입력받는 입력부,
상기 전력계통 데이터에서 상기 변압기 부하 감소량을 획득하여 개별운전 손실과 통합운전 손실을 각각 연산하고, 개별운전 변압기에 대한 변압기 부하량 합을 변압기 최대 부하량과 비교 하여 상기 변압기 개별운전과 상기 변압기 통합운전을 연산하며, 상기 통합운전 손실을 상기 개별운전 손실의 합과 비교 하여 상기 변압기 개별운전과 상기 변압기 통합운전을 연산하는 연산부, 및
상기 변압기 개별운전과 상기 변압기 통합운전의 선책 결과를 판단하여 출력하는 판단부
로 구성되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 시스템.
The method according to claim 13, wherein the integrated driving optimum control device
An input unit for receiving operation information of each of the first, second, third, and fourth transformers together with the power system data;
The transformer load reduction amount is obtained from the power system data, individual operation loss and combined operation loss are calculated, respectively, and the sum of transformer loads for individual operation transformers is compared with the transformer maximum load to calculate the transformer individual operation and the integrated transformer operation And a calculation unit for calculating the transformer individual operation and the integrated transformer operation by comparing the integrated operation loss with the sum of the individual operation losses, and
Determination unit for determining and outputting the selection result of the individual operation of the transformer and the integrated operation of the transformer
Active transformer integrated driving system, characterized in that consisting of.
청구항 14에 있어서, 상기 입력부에는 상기 신재생 에너지 발전원의 발전량에 대한 예측 발전량 또는 예측 부하량이 상기 전력계통 데이터로 입력되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 시스템.
The integrated active transformer operating system according to claim 14 , wherein the predicted power generation amount or the predicted load amount for the amount of power generation of the renewable energy source is input as the power system data to the input unit.
청구항 14에 있어서, 상기 입력부에는 상기 변압기 개별운전 또는 상기 변압기 통합운전을 확인하기 위해 상기 제1,2,3,4변압기 각각의 운전 정보가 입력되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 시스템.
15. The active transformer integrated operation system according to claim 14, wherein operation information of each of the first, second, third, and fourth transformers is input to the input unit to check the individual operation of the transformers or the combined operation of the transformers.
청구항 13에 있어서, 상기 전력계통 데이터는 전력 데이터 수집 장치를 통해 상기 통합 운전 최적제어장치로 입력되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 시스템.
14. The active transformer integrated operation system according to claim 13, wherein the power system data is input to the integrated operation optimum control unit through a power data collection device.
청구항 13에 있어서, 상기 변압기 통합운전은 상기 제1,2,3,4변압기 중 2개의 변압기 조합으로 운영되는 것을 특징으로 하는 능동형 변압기 통합 운전 시스템.The active transformer integrated operation system according to claim 13, wherein the integrated operation of the transformers is operated by a combination of two transformers among the first, second, third, and fourth transformers.
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