KR20230010961A - Optimal voltage control device and method of distributed power supply - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 일실시예는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to an apparatus and method for controlling an optimal voltage of a distributed power supply.
최근 전력 수요의 급증에 따라 전력 인프라의 확충이 매우 중요한 문제로 부각되고 있다. 전력 수요의 증가는 전기를 사용하는 가정용 생활기기의 증가와 함께 상가, 공장용 전력부하의 증가에 따른 것이다. 이러한 전력수요의 경우 특정 계절, 특정 시간대에 사용되는 전력부하가 급격하게 증가하면서 상시 대기전력의 부족분을 초래하고, 정전과 같은 사고 발생의 원인이 된다. 이러한 문제의 발생 방지를 위해 전력 인프라를 확충하고 사용을 제한하는 등의 다양한 시도가 이루어지고 있다.Recently, with the rapid increase in power demand, the expansion of power infrastructure has emerged as a very important issue. The increase in power demand is due to the increase in electrical loads for commercial buildings and factories along with the increase in household appliances that use electricity. In the case of such power demand, the power load used in a specific season and a specific time zone rapidly increases, resulting in a shortage of standby power at all times and causing accidents such as power outages. In order to prevent the occurrence of these problems, various attempts have been made, such as expanding power infrastructure and limiting its use.
이를 해소하기 위한 방안 중 하나로 태양광, 풍력, 태양열, 파력, 지열발전, 메탄가스를 이용한 화력발전과 같은 대체에너지 또는 천연의 청정에너지를 이용한 방법이 주목받고 있다. 특히, 태양광, 풍력, 태양열은 상대적으로 시설이 단순하고 우리나라 실정에 적합한 면이 있어 설치 및 운영을 국가적으로도 지원하고 있는 실정이다.As one of the measures to solve this problem, a method using alternative energy or natural clean energy such as solar power, wind power, solar heat, wave power, geothermal power generation, and thermal power generation using methane gas is attracting attention. In particular, solar power, wind power, and solar heat are relatively simple facilities and are suitable for the situation in Korea, so the installation and operation are also supported by the state.
하지만, 이러한 실정에도 청정에너지 또는 신재생 에너지를 이용한 분산 발전 시설 및 운영이 활발하지 않은 것이 현실이다. 이는 분산 발전 설비의 설치에 따른 문제와 함께 전력계통과의 연계 곤란이 주된 이유로 작용한다. 즉, 기존 발전설비들에 비해 작은 발전량을 가지는 분산 발전 설비를 전력계통에 연결하기 위해서는 직접 연결하거나 전력변환기와 같은 장치를 이용하여야 한다.However, despite this situation, it is a reality that distributed power generation facilities and operations using clean energy or renewable energy are not active. This is mainly due to problems with the installation of distributed generation facilities and difficulty in linking with the power system. That is, in order to connect distributed generation facilities having a smaller amount of power generation than existing power generation facilities to the power system, they must be directly connected or a device such as a power converter must be used.
한편, 분산전원 연계시 고려사항으로는 배전계통의 전력품질을 위한 연계점 전압변동, 주파수, 고조파 등이 있다. 분산전원이 배전계통에 연계된 경우, 분산전원으로부터 전력이 계통으로 공급되므로 분산전원 전류와 계통의 임피던스의 영향으로 연계점의 전압이 허용치 이상으로 상승하는 현상이 발생한다. 이와같은 연계점에서의 전압초과는 전력품질에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 연계점 전압 상승으로 인한 타 분산전원의 연계가능성을 낮추는 원인이 된다.On the other hand, considerations for linking distributed power include voltage fluctuation, frequency, harmonics, etc. at linking points for the power quality of the distribution system. When the distributed power source is connected to the distribution system, since the power is supplied from the distributed power source to the grid, the voltage at the connection point rises above the allowable value due to the influence of the current of the distributed power source and the impedance of the system. Such an excessive voltage at the connection point not only adversely affects power quality, but also lowers the possibility of connection of other distributed power sources due to an increase in the voltage at the connection point.
따라서, 태양광 발전 또는 풍력 발전과 같은 분산형 발전의 출력을 상용계통(전력회사가 공급하는 상용라인)과 접속하여 연계동작하는 계통 연계 시스템의 효율성을 높이기 위한 연구가 계속되고 있다.Therefore, research is being conducted to increase the efficiency of a grid interconnection system that connects the output of distributed generation such as solar power generation or wind power generation to a commercial grid (commercial line supplied by an electric power company) and operates in tandem.
기존 전압 제어 방식은 연계점의 전압 변동만 감시하여 전압제어 시행되고 있으며, 연계점 전압이 상승하면 전압제어(지상 역률)를 시행하고, 연계점 전압이 하강하면 전압제어(진상 역률)를 시행하는 방식이다. 그러나, 분산 형전원 연계기술 기준에 따른 역률 제한이 있기 때문에, 분산형 전원(인버터)의 용량에 따라 무효 전력 출력이 제한되므로 정상 범위로 복귀하지 못할 수도 있다는 문제가 있다.In the existing voltage control method, voltage control is implemented by monitoring only the voltage change at the linkage point. way. However, since there is a power factor limitation according to the standard of distributed power supply connection technology, there is a problem that it may not return to the normal range because the reactive power output is limited according to the capacity of the distributed power supply (inverter).
또한, 선로 말단에 있는 분산형 전원에 대한 전압 제어만 이루어지며, 전기 품질 저하를 유발한다는 문제가 있다.In addition, there is a problem that only the voltage control for the distributed power source at the end of the line is performed, causing deterioration in electrical quality.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전압 제어 효과를 극대화할 수 있는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.A technical problem to be achieved by the present invention is to provide a distributed power supply optimum voltage control device and method capable of maximizing the voltage control effect.
또한, 선로 말단에 위치한 분산형 전원 제어 횟수의 편중 현상을 완화할 수 있는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치 및 방법을 제공하는데 있다.In addition, an apparatus and method for controlling an optimum voltage of a distributed power supply capable of alleviating the bias in the number of times of control of a distributed power supply located at an end of a line are provided.
실시예에 따르면, 배전선로(D/L)에 설치된 제어 장치로부터 연계점 전압값을 수신하는 통신부; 상기 제어 장치가 배전선로에 배치된 순서에 따라 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성하는 데이터 가공부; 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 기 설정된 연계점 기준 전압 범위를 벗어나는 경우 이상 상태가 발생한 것으로 처리하는 제1처리부; 상기 이상 상태가 발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하고, 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하는 제2처리부; 및 상기 제어 대상으로 선별된 제어 장치의 제어량을 연산한 후, 상기 통신부를 통하여 연산된 제어량을 송신하는 제3처리부를 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치를 제공한다.According to the embodiment, the communication unit for receiving the connection point voltage value from the control device installed in the distribution line (D / L); a data processing unit for generating a voltage profile by arranging connection point voltage values according to the order in which the control device is disposed on the distribution line; a first processing unit for processing that an abnormal state has occurred when at least one of the linkage point voltage values is out of a preset linkage point reference voltage range; a second processing unit for searching for a lowest linkage point voltage value in the voltage profile and selecting a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value as a control target when the abnormal state occurs; and a third processing unit for calculating a control amount of the control device selected as the control target and then transmitting the calculated control amount through the communication unit.
상기 데이터 가공부는 변전소를 기점으로 선로 말단 방향으로 상기 제어 장치가 배치된 순서에 따라 수신한 연계점 전압값을 정렬하여 상기 전압 프로파일을 생성할 수 있다.The data processing unit may generate the voltage profile by arranging received connection point voltage values according to an order in which the control devices are arranged in a direction of a line end direction from a substation.
상기 제2처리부는 상기 최저 연계점 전압값이 계측된 제어 장치를 기준으로 선로 말단 방향으로 배치된 모든 제어 장치를 상기 제어 대상으로 선별할 수 있다.The second processing unit may select all control devices disposed in the direction of the end of the line as the control target based on the control device for which the lowest connection point voltage value is measured.
상기 제3처리부는 상기 제어 대상인 제어 장치 각각에 대한 역률값을 연산한 후, 상기 통신부를 통하여 상기 역률값을 송신할 수 있다.The third processing unit may calculate the power factor value for each control device that is the control target and transmit the power factor value through the communication unit.
상기 제1처리부는 상기 역률값 전송 이후 수신한 연계점 전압값을 이용하여 이상 상태 발생 여부를 판단할 수 있다.The first processing unit may determine whether or not an abnormal state has occurred by using an association point voltage value received after transmission of the power factor value.
상기 제2처리부는 상기 이상 상태가 재발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하고, 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하고, 상기 제3처리부는 이전에 전송한 역률값을 조정한 후, 상기 통신부를 통하여 조정된 역률값을 재송신할 수 있다.When the abnormal state reoccurs, the second processing unit searches for the lowest linkage point voltage value in the voltage profile, selects a control device that is subordinate to the lowest linkage point voltage value as a control target, and the third processing unit searches for the lowest linkage point voltage value. After adjusting the power factor value transmitted to , the adjusted power factor value may be retransmitted through the communication unit.
실시예에 따르면, 통신부가 배전선로(D/L)에 설치된 제어 장치로부터 연계점 전압값을 수신하는 단계; 데이터 가공부가 상기 제어 장치가 배전선로에 배치된 순서에 따라 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성하는 단계; 제1처리부가 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 기 설정된 연계점 기준 전압 범위를 벗어나는 경우 이상 상태가 발생한 것으로 처리하는 단계; 제2처리부가 상기 이상 상태가 발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하는 단계; 상기 제2처리부가 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하는 단계; 제3처리부가 상기 제어 대상으로 선별된 제어 장치의 제어량을 연산하는 단계; 및 상기 통신부를 통하여 연산된 제어량을 송신하는 단계를 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 방법을 제공한다.According to the embodiment, the step of receiving the connection point voltage value from the control device installed in the distribution line (D / L) by the communication unit; generating a voltage profile by a data processing unit by arranging connection point voltage values according to the order in which the control device is disposed on the distribution line; processing, by a first processing unit, that an abnormal state has occurred when at least one of the linkage point voltage values is out of a predetermined linkage point reference voltage range; retrieving, by a second processing unit, a lowest linkage point voltage value from the voltage profile when the abnormal state occurs; selecting, by the second processing unit, a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value as a control target; calculating a control amount of the control device selected as the control target by a third processing unit; and transmitting the calculated control amount through the communication unit.
상기 전압 프로파일을 생성하는 단계는, 변전소를 기점으로 선로 말단 방향으로 상기 제어 장치가 배치된 순서에 따라 수신한 연계점 전압값을 정렬하여 상기 전압 프로파일을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the voltage profile may include generating the voltage profile by arranging received connection point voltage values according to an order in which the control devices are arranged in a direction of a line end, starting from a substation.
상기 제어 대상으로 선별하는 단계는, 상기 최저 연계점 전압값이 계측된 제어 장치를 기준으로 선로 말단 방향으로 배치된 모든 제어 장치를 상기 제어 대상으로 선별할 수 있다.In the selecting as the control target, all control devices disposed in the direction of the end of the line may be selected as the control target based on the control device for which the lowest connection point voltage value is measured.
상기 연산된 제어량을 송신하는 단계는, 상기 제어 대상인 제어 장치 각각에 대한 역률값을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.The transmitting of the calculated control amount may include calculating a power factor value for each control device as the control target.
상기 제어 장치가 수신한 역률값을 이용하여 인버터 제어를 수행하는 단계; 상기 제어 장치가 계측한 연계점 전압값을 상기 통신부로 송신하는 단계; 통신부가 배전선로(D/L)에 설치된 제어 장치로부터 연계점 전압값을 수신하는 단계; 및 상기 제1처리부가 상기 역률값 전송 이후 수신한 연계점 전압값을 이용하여 이상 상태 발생 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.performing inverter control using the power factor value received by the control device; transmitting the connection point voltage value measured by the control device to the communication unit; receiving, by a communication unit, a linkage point voltage value from a control device installed in a distribution line (D/L); and determining, by the first processing unit, whether or not an abnormal state has occurred by using an associated point voltage value received after transmitting the power factor value.
상기 제2처리부는 상기 이상 상태가 재발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하는 단계; 상기 제2처리부가 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하는 단계; 상기 제3처리부가 이전에 전송한 역률값을 조정하는 단계: 및 상기 통신부를 통하여 조정된 역률값을 재송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.searching for the lowest linkage point voltage value in the voltage profile when the abnormal state reoccurs; selecting, by the second processing unit, a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value as a control target; Adjusting the previously transmitted power factor value by the third processing unit; and retransmitting the adjusted power factor value through the communication unit.
실시예에 따르면, 전술한 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체를 제공한다.According to an embodiment, a computer-readable recording medium in which a program for executing the above-described method is recorded on a computer is provided.
본 발명인 분산형 전원 최적 전압 제어 장치 및 방법은 전압 제어 효과를 극대화할 수 있다.An apparatus and method for controlling an optimum voltage of a distributed power supply according to the present invention can maximize a voltage control effect.
또한, 선로 말단에 위치한 분산형 전원 제어 횟수의 편중 현상을 완화할 수 있다.In addition, it is possible to alleviate the bias phenomenon of the number of distributed power supply control located at the end of the line.
도1은 실시에예 따른 태양광 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도2는 실시예에 따른 분산형 전원을 포함하는 배전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도3은 실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 장치의 구성 블록도이다.
도4 내지 도6은 실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7은 실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 방법의 순서도이다.
도8는 실시예에 따른 제어장치의 구성 블록도이다.1 is a diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to an embodiment.
2 is a diagram for explaining a power distribution system including distributed power sources according to an embodiment.
3 is a block diagram of a distributed power supply optimum voltage control device according to an embodiment.
4 to 6 are diagrams for explaining the operation of the distributed power supply optimum voltage control device according to the embodiment.
7 is a flowchart of a distributed power supply optimum voltage control method according to an embodiment.
8 is a configuration block diagram of a control device according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in a variety of different forms, and if it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components among the embodiments can be selectively implemented. can be used by combining and substituting.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention, unless explicitly specifically defined and described, can be generally understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It can be interpreted as meaning, and commonly used terms, such as terms defined in a dictionary, can be interpreted in consideration of contextual meanings of related technologies.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.Also, terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular form may also include the plural form unless otherwise specified in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and (and) B and C", A, B, and C are combined. may include one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used to describe components of an embodiment of the present invention.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only used to distinguish the component from other components, and the term is not limited to the nature, order, or order of the corresponding component.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.In addition, when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected to, combined with, or connected to the other component, but also with the component. It may also include the case of being 'connected', 'combined', or 'connected' due to another component between the other components.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when it is described as being formed or disposed on the "top (above) or bottom (bottom)" of each component, the top (top) or bottom (bottom) is not only a case where two components are in direct contact with each other, but also one A case in which another component above is formed or disposed between two components is also included. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)", it may include the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components regardless of reference numerals are given the same reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
분산형 전원은 에너지원을 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다. 분산형 전원은 생산한 전력을 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)에 공급할 수 있다. 분산형 전원은 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 조력 발전 시스템 등일 수 있으며, 그 밖에 태양열이나 지열 등을 이용하는 신재생 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 모두 포함할 수 있다. 특히 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지는, 각 가정 또는 공장 등에 설치하기 용이하여, 각 가정에 분산된 에너지 저장 시스템에 적용하기에 적합하다. 분산형 전원은 다수의 발전모듈을 병렬로 구비하여 발전모듈별로 전력을 생산함으로써 대용량 에너지 시스템을 구성할 수 있다.Distributed power generation is a system that generates power using energy sources. The distributed power source can supply the generated power to an energy storage system (ESS). The distributed power source may include a photovoltaic power generation system, a wind power generation system, a tidal power generation system, and the like, and may include all other power generation systems that generate power using renewable energy using solar heat or geothermal heat. In particular, solar cells that produce electrical energy using sunlight are easy to install in each home or factory, and are suitable for application to an energy storage system distributed in each home. Distributed power sources can configure a large-capacity energy system by providing a plurality of power generation modules in parallel to produce power for each power generation module.
계통은 발전소, 변전소, 송전선 등을 구비한다. 계통은 정상 상태인 경우, 에너지 저장 시스템 또는 피더(feeder) 로 전력을 공급하고, 에너지 저장 시스템으로부터 공급된 전력을 입력받는다. 계통이 비정상 상태인 경우, 계통으로부터 에너지 저장 시스템 또는 피더로의 전력 공급은 중단되고, 에너지 저장 시스템으로부터 계통으로의 전력 공급 또한 중단된다.The system includes power plants, substations, transmission lines, and the like. When the grid is in a normal state, it supplies power to an energy storage system or a feeder and receives the power supplied from the energy storage system. When the grid is in an abnormal state, power supply from the grid to the energy storage system or the feeder is stopped, and power supply from the energy storage system to the grid is also stopped.
피더는 분산 전원으로부터 생산된 전력, 배터리에 저장된 전력, 또는 계통으로부터 공급된 전력을 소비하는 주체로서, 예를 들면 가정, 공장 등일 수 있다.A feeder is a subject that consumes power generated from a distributed power source, power stored in a battery, or power supplied from a grid, and may be, for example, a home or a factory.
이하 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 태양광 발전을 분산형 전원의 일예로 들어 설명하기로 한다.In the following embodiments, for convenience of description, photovoltaic power generation will be described as an example of a distributed power source.
도1은 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도2는 실시예에 따른 분산형 전원을 포함하는 배전 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도3은 실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 장치의 구성 블록도이고, 도8은 실시예에 따른 제어장치의 구성 블록도이다. 도1내지 도3을 참조하면, 태양광 모듈 어레이(100)는 복수개의 태양전지 모듈이 어레이로 구성되어 직류전류를 출력하여 접속반(200)에 제공할 수 있다. 태양광 모듈 어레이(100)는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 복수의 태양전지 모듈이 직렬방식으로 연결되어 있으며 하나의 접속반에 복수개의 태양광 모듈 어레이가 연결될 수 있다. 이 때, 전압 정보 및 전류 정보에는 측정 시간 정보를 의미하는 타임 스탬프가 포함될 수 있다.1 is a diagram for explaining a photovoltaic power generation system according to an embodiment, FIG. 2 is a diagram for explaining a power distribution system including distributed power sources according to an embodiment, and FIG. 3 is a diagram for distributed power sources according to an embodiment. It is a configuration block diagram of an optimum voltage control device, and FIG. 8 is a configuration block diagram of a control device according to an embodiment. Referring to FIGS. 1 to 3 , the
접속반(200)에는 복수개의 태양광 모듈 어레이(100)가 병렬로 연결될 수 있다. 접속반(200)은 태양광 모듈 어레이(100)와 인버터(200)를 연결하여 태양광 모듈 어레이(100)에서 발생되는 직류 전력을 직/병렬로 연결하여 집합시킬 수 있으며 내부에는 퓨즈 및 역전류 방지를 위한 다이오드가 설치될 수 있다. 하나의 인버터에는 복수개의 접속반이 연결될 수 있다.A plurality of
인버터(300)는 접속반(200)에서 직류 형태로 제공되는 발전 전력을 교류로 변환시켜 부하단(미도시)에 공급할 수 있다. 인버터(300)는 전기실 내부에 설치되어 있으며 각각의 인버터(300)는 복수개의 접속반(200)과 케이블로 연결되어 직류 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 인버터(300)는 연결되어 있는 접속반(200) 및 태양광 모듈 어레이(100)로부터 생산되는 태양광 발전량 정보를 측정할 수 있으며, 발전정보(전압, 전류, 유/무효전력, 발전량, 상태정보 등)를 제어장치에 전송할 수 있다.The
각각의 그룹에 속한 인버터 및 기상 관측 장비는 자체적으로 보유하고 있는 통신 모듈을 통하여 제어 장치와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또는, 각각의 그룹에는 별도의 통신 모듈이 배치되어 있어, 각 그룹에 속한 인버터 및 기상 관측 장비로부터 수신한 데이터를 제어 장치에 전송할 수 있다.Inverters and weather observation equipment belonging to each group may perform data communication with the control device through their own communication module. Alternatively, since a separate communication module is disposed in each group, data received from inverters and weather observation equipment belonging to each group may be transmitted to the control device.
도8는 실시예에 따른 제어장치의 구성 블록도이다.8 is a configuration block diagram of a control device according to an embodiment.
도8를 참조하면, 실시예에 따른 제어장치는 계측부(410), 연산부(420), 판단부(430) 및 통신부(440)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 8 , the control device according to the embodiment may include a
계측부(410)는 분산형 전원이 연계된 저압 또는 고압측의 전압, 전류, 주파수, 위상 및 유효전력 정보를 수집할 수 있다. The
제어 장치는 인버터로부터 통신으로 발전정보를 수신할 수 있을 뿐 만 아니라 직접 분산형 전원의 연계점의 실시간 전력정보(전압, 전류, 유/무효전력, 발전량 등)를 계측할 수 있으며, 단독운전 감시 및 차단, 전력품질 모니터링, 연계점의 전압 변동에 대한 전압 제어를 수행할 수 있다. 제어 장치는 취득한 데이터를 상위 시스템으로 전송할 수 있으며, 상위 시스템과의 연계 감시 및 제어를 통하여 배전계통 및 분산형 전원의 안정적인 배전선로 운영 및 전력품질 유지가 가능하다. 실시예에서, 상위 시스템(500)은 분산형 전원 최적 전압 제어 시스템을 포함할 수 있다.The control device can not only receive generation information from the inverter through communication, but also measure real-time power information (voltage, current, active/reactive power, generation amount, etc.) and cut-off, power quality monitoring, and voltage control for voltage fluctuations of connection points. The control device can transmit the acquired data to the upper system, and through monitoring and control in connection with the upper system, stable distribution line operation and power quality maintenance of the distribution system and distributed power source are possible. In an embodiment, the
또한, 실시예에 따른 제어 장치는 분산형 전원의 전기품질(PQM)을 실시간으로 감시하여 규정 범위 이탈시 개폐 차단부(미도시)를 제어하여 보호장치를 차단하거나 또는 인버터(300)의 동작을 정지시킴으로써 계통을 안정적으로 운영할 수 있다.In addition, the control device according to the embodiment monitors the electrical quality (PQM) of the distributed power source in real time and controls the opening/closing unit (not shown) to block the protection device or stop the operation of the
또한, 실시예에 따른 제어 장치는 분산형 전원 연계점의 규정전압 범위 이탈시 역률제어를 수행할 수 있다.In addition, the control device according to the embodiment may perform power factor control when the distributed power connection point deviates from the specified voltage range.
또한, 실시예에 따른 제어 장치는 분산형 전원 연계점 고장전류 검출시 개폐기를 차단하거나 인버터(300)를 정지시켜 고장을 차단할 수 있다.In addition, the control device according to the embodiment may block the fault by shutting off the switch or stopping the
또한, 실시예에 따른 제어 장치는 계통 규정 주파수 범위 이탈시 인버터의 출력를 제어할 수 있다.In addition, the control device according to the embodiment may control the output of the inverter when the system is out of the specified frequency range.
제어장치는 PT 센서를 통하여 3상 전압값의 크기 및 위상을 계측하고, CT 센서를 통하여 3상 전류값의 크기 및 위상을 계측할 수 있다.The control device may measure the magnitude and phase of the 3-phase voltage value through the PT sensor and measure the magnitude and phase of the 3-phase current value through the CT sensor.
또한, 전류, 전압 계측값을 기반으로 유무효 전력을 연산하고, 전압, 전류 고조파를 검출하며, 인버터의 운전 정보를 수신할 수 있다.In addition, it is possible to calculate inactive power based on current and voltage measurement values, detect voltage and current harmonics, and receive operation information of the inverter.
연산부(420)는 계측부(410)로부터 수신한 데이터를 바탕으로 누적 발전량, 전력품질(고조파, Sag, Swell, Interruption 등), 전압/전류 불평형률 등을 연산할 수 있다.The
판단부(430)는 분산현전원 연계점 규정전압 범위(전압 상한값 & 하한값)을 벗어났을 경우, 제어장치(400)에서 상위 시스템으로 자발적 이벤트 알람정보를 전송(Unsol) 할 수 있다. 이때, 규정전압 범위는 제어장치(400)에 설정값으로 입력되어 있어야 한다.The
제어장치는 통신부(440)를 통하여 분산형 전원 최적 전압 제어 장치 및 인버터와 유무선 통신을 할 수 있다.The control device may perform wired/wireless communication with the distributed power supply optimum voltage control device and the inverter through the
실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 장치(500)는 통신부(510), 데이터 가공부(520), 제1처리부(530), 제2처리부(540), 제3처리부(550) 및 데이터 베이스(560)를 포함하여 구성될 수 있다.Distributed power supply optimum
실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 장치(500)는 배전 계통에 연계되는 분산형 전원에 적용되는 장치이다. 배전 계통망 사업자 입장에서 분산형 전원 출력에 의한 전압 문제를 해결하기 위해 분산형 전원의 인버터를 감시 제어하는 장치로서 배전 계통과 분산형 전원이 접속되는 연계점에 설치될 수 있다. The distributed power supply optimum
통신부(510)는 배전선로(D/L)에 설치된 제어 장치로부터 연계점 전압값을 수신할 수 있다. 연계점 전압값은 RMS값으로 구성될 수 있다. 또한, 통신부(510)는 제3처리부(550)에서 연산한 제어량을 제어 장치로 송신할 수 있다.The
또한, 통신부(510)는 제어 장치(400)로부터 3상 전압값의 크기 및 위상 3상 전류값의 크기 및 위상, 유무효 전력, 전압, 전류의 고조파, 인버터의 운전 정보 등을 수신할 수 있다.In addition, the
통신부(510)는 예를 들면, 무선랜(WirelESS LAN: WLAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브로(WirelESS Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave AccESS: Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet AccESS), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), 광대역 무선 이동 통신 서비스(WirelESS(12) Mobile Broadband Service: WMBS) 등의 통신 기술을 사용하여 일사량 센서와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 또는 통신부(510)는 블루투스, RFID(RadioFrequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association: IrDA), UWB(Ultra Wideband), 지그비, 인접 자장 통신(NFC) 등이 포함될 수 있다. 또한, 유선 통신 기술로는, USB 통신, 이더넷(Ethernet), 시리얼 통신(serial communication), 광/동축 케이블 등의 통신 기술을 사용하여 제어 장치(400)와 데이터 통신을 수행할 수 있다.The
데이터 가공부(520)는 제어 장치(400)가 배전선로에 배치된 순서에 따라 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성할 수 있다.The
데이터 가공부(520)는 변전소를 기점으로 선로 말단 방향으로 제어 장치(400)가 배치된 순서에 따라 수신한 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성할 수 있다.The
데이터 가공부(520)는 통신부(510)로부터 수신한 복수개의 연계점 전압값을 변전소를 시작으로 배치 순서에 따라 나열할 수 있다. 예를 들면, 데이터 가공부(520)는 변전소와 가장 가까운 위치의 제어 장치(400)로부터 수신한 연계점 전압값을 1번으로 하고, 선로 말단 방향에 위치한 제어 장치(400)에 후순위 번호를 부여하는 방식으로 전압 프로파일을 생성할 수 있다.The
제1처리부(530)는 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 기 설정된 연계점 기준 전압 범위를 벗어나는 경우 이상 상태가 발생한 것으로 처리할 수 있다. 기준 전압 범위는 기 설정되는 파라미터로, 전압 상한값 및 전압 하한값을 포함할 수 있다. 기준 전압 범위는‘분산형전원 배전계통 연계 기술기준’제15조(전기품질)에 명시된 기준에 따라 결정될 수 있다. The
제1처리부(530)는 전압 프로파일에 포함된 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 전압 상한값 보다 크거나 또는 전압 하한값 보다 작은 경우에는 이상 상태가 발생한 것으로 처리할 수 있다.The
또한, 제1처리부(530)는 역률값 전송 이후 수신한 연계점 전압값을 이용하여 이상 상태 발생 여부를 판단할 수 있다. 제1처리부(530)는 제어 장치(400)가 제3처리부(550)를 통하여 연산된 제어량을 이용하여 인버터(300) 제어를 수행한 뒤, 다시 수신된 연계점 전압값을 이용하여 이상 상태를 재판단할 수 있다. 즉, 제1처리부(530)는 인버터(300) 제어 수행 이후 전압 프로파일에 포함된 모든 연계점 전압이 기준 전압 범위에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.In addition, the
실시예에서, 이상 상태 발생 여부는 제어 장치(400)로부터 수신할 수 있다. 이러한 경우, 제1처리부(530)는 분산형 전원 최적 전압 제어장치(500)에서 생략되어 구성될 수 있다.In an embodiment, whether or not an abnormal state has occurred may be received from the
제2처리부(540)는 이상 상태가 발생한 경우, 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하고, 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별할 수 있다. 제2처리부(540)는 이상 상태 발생시 전압 프로파일에 포함된 연계점 전압값 중 최저 연계점 전압값을 먼저 검색할 수 있다. 제2처리부(540)는 최저 연계점 전압값을 기준으로 후순위인 제어 장치(400)를 제어 대상으로 선별할 수 있다. 실시예에서, 후순위란 최저 연계점 전압값을 전송한 제어 장치(400) 보다 상대적으로 변전소측에 멀리 위치한 모든 제어 장치(400)를 의미할 수 있다.When an abnormal state occurs, the
즉, 제2처리부(540)는 최저 연계점 전압값이 계측된 제어 장치(400)를 기준으로 선로 말단 방향으로 배치된 모든 제어 장치(400)를 제어 대상으로 선별할 수 있다. That is, the
또한, 제2처리부(540)는 이상 상태가 재발생한 경우, 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하고, 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치(400)를 제어 대상으로 선별할 수 있다. 제2처리부(540)는 제어 장치(400)가 제3처리부(550)를 통하여 연산된 제어량을 이용하여 인버터(300) 제어를 수행한 뒤, 이상 상태가 재발생한 경우 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 다시 검색하고, 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치(400)를 제어 대상으로 선별할 수 있다. 이 때, 최저 연계점 전압값과 제어 대상인 제어 장치는 이전과 상이해질 수 있다.Also, when the abnormal state reoccurs, the
제3처리부(550)는 제어 대상으로 선별된 제어 장치(400)의 제어량을 연산한 후, 통신부(510)를 통하여 연산된 제어량을 송신할 수 있다. 이 때, 제3처리부(550)는 제어 대상인 제어 장치(400) 각각에 대한 역률값을 연산한 후, 통신부(510)를 통하여 역률값을 송신할 수 있다.The
이 때, 제3처리부(550)는 제어 대상인 제어 장치(400)의 역률값을 모두 동일하게 연산하거나 또는 제어 장치(400) 각각에 대한 역률값을 상이하게 연산할 수 있다. 예를 들면, 제3처리부(550)는 제어 대상인 제어 장치(400)에 모두 동일한 역률값이 적용되도록 하나의 역률값을 연산하여 전송할 수 있다. 또는, 제3처리부(550)는 전압 프로파일 상의 순서에 따라 역률값을 상이하게 연산하여 전송할 수 있다. 예를 들면, 제3처리부(550)는 전압 프로파일에 포함된 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 전압 상한값을 초과한 경우, 전압 프로파일 상의 순서가 후순위일수록 역률값을 작게 연산할 수 있다. 또는, 제3처리부(550)는 전압 프로파일에 포함된 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 전압 하한값 미만인 경우, 전압 프로파일 상의 순서가 후순위일수록 역률값을 크게 연산할 수 있다.At this time, the
제3처리부(550)는 전압을 안정화시키기 위한 역률값을 연산할 수 있다. 예를 들면, 전압 프로파일에 포함된 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 전압 상한값을 초과한 경우 제3처리부(550)는 지상 역률 지령을 연산하여 제어 장치로 전송할 수 있다. 또는, 전압 프로파일에 포함된 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 전압 하한값 미만인 경우 제3처리부(550)는 진상 역률 지령을 연산하여 제어 장치로 전송할 수 있다.The
또한, 제3처리부(550)는 이전에 전송한 역률값을 조정한 후, 통신부(510)를 통하여 조정된 역률값을 재송신할 수 있다. 제3처리부(550)는 이상 상태가 재발생한 경우, 역률값을 재연산할 수 있다. 이 때, 제3처리부(550)는 이전에 전송한 역률값을 조정하는 방식으로 역률값을 재연산할 수 있다. 예를 들면, 제3처리부(550)는 이상 상태가 지속되는 경우 역률값을 -0.98 → -0.96 → -0.94 → -0.92 → -0.90로 단계적으로 조정하여 통신부(510)를 통하여 제어 대상인 제어 장치(400)로 전송할 수 있다.In addition, the
데이터 베이스(560)는, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드 디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리등), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크, 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 분산형 전원 최적 전압 제어 장치(500)는 인터넷(internet) 상에서 데이터 베이스의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 운영하거나, 또는 웹 스토리지와 관련되어 동작할 수도 있다.The
또한, 데이터 베이스(560)는, 분산형 전원 최적 전압 제어 장치(500)가 동작하는데 필요한 데이터와 프로그램 등을 저장할 수 있다.In addition, the
또한, 데이터 베이스(560)는, 다양한 사용자 인터페이스(User Interface: UI) 또는 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface: GUI)를 저장할 수 있다.In addition, the
도4 내지 도6은 실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 4 to 6 are diagrams for explaining the operation of the distributed power supply optimum voltage control device according to the embodiment.
도4를 참조하면, 데이터 가공부는 통신부로부터 수신한 복수개의 연계점 전압값을 변전소를 시작으로 배치 순서에 따라 나열할 수 있다. 데이터 가공부는 변전소와 가장 가까운 위치의 제어 장치로부터 수신한 연계점 전압값을 1번으로 하고, 선로 말단 방향에 위치한 제어 장치에 후순위 번호를 부여하는 방식으로 전압 프로파일을 생성할 수 있다. 도4의 그래프에서 Y축은 측정된 연계점 전압값[RMS]이고, X축은 변전소를 기점으로 해당 제어 장치의 거리를 의미할 수 있다. 각각의 동그라미 번호 1 내지 10은 전압 프로파일상에서의 순위 또는 순서를 의미할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the data processing unit may arrange a plurality of connection point voltage values received from the communication unit in the order of arrangement, starting with the substation. The data processing unit may generate a voltage profile in such a way that the connection point voltage value received from the control device located closest to the substation is set to No. 1 and the control device located in the direction of the end of the line is given a lower priority number. In the graph of FIG. 4, the Y-axis is the measured connection point voltage value [RMS], and the X-axis may mean the distance of the corresponding control device from the substation. Each
제1처리부는 전압 프로파일에 포함된 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 전압 상한값 보다 크거나 또는 전압 하한값 보다 작은 경우에는 이상 상태가 발생한 것으로 처리할 수 있다. 제8 내지 제10 제어 장치의 연계점 전압값이 전압 상한값을 초과하므로, 제1처리부는 이상 상태가 발생한 것으로 처리할 수 있다.The first processing unit may process that an abnormal state has occurred when at least one of the linkage point voltage values included in the voltage profile is greater than the upper voltage limit value or less than the lower voltage limit value. Since the voltage values of the connection points of the eighth to tenth control devices exceed the upper voltage limit value, the first processing unit may process that an abnormal state has occurred.
제2처리부는 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하고, 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별할 수 있다. 제2처리부는 제5 제어 장치의 전압값을 최저 연계점 전압값으로 검색하고, 제5 제어 장치 보다 후순위인 제6 내지 제10 제어 장치를 제어 대상으로 선별할 수 있다.The second processing unit may search for the lowest linkage point voltage value in the voltage profile, and select a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value as a control target. The second processing unit may search the voltage value of the fifth control device as the lowest connection point voltage value, and select sixth to tenth control devices that are subordinate to the fifth control device as control targets.
제3처리부는 제어 대상으로 선별된 제어 장치의 제어량을 연산할 수 있다. 제3처리부는 제어 대상인 제6 내지 제10 제어 장치에 대한 역률값을 연산할 수 있다. 예를 들면, 제3처리부는 모두 동일한 역률값이 적용되도록 하나의 지상 역률값을 연산하고, 통신부를 통하여 제6 내지 제10 제어 장치에 전송할 수 있다.The third processing unit may calculate the control amount of the control device selected as the control target. The third processing unit may calculate power factor values for the sixth to tenth control devices to be controlled. For example, the third processing unit may calculate one terrestrial power factor value so that the same power factor value is applied to all of them, and transmit it to the sixth to tenth control devices through the communication unit.
또는, 제3처리부는 전압 프로파일 상의 순서에 따라 역률값을 상이하게 연산하여 전송할 수 있다. 예를 들면, 제3처리부는 제6 제어 장치와 비교하여 그 보다 후순위인 제어 장치에 대한 역률값을 차등적으로 작게 연산하여 전송할 수 있다.Alternatively, the third processing unit may differently calculate and transmit the power factor value according to the order of the voltage profile. For example, the third processing unit may calculate and transmit a differentially smaller power factor value for a control device having a lower priority than the sixth control device.
도7은 실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 방법의 순서도이다.7 is a flowchart of a distributed power supply optimum voltage control method according to an embodiment.
도7을 참조하면, 먼저 통신부는 배전선로에 설치된 제어 장치로부터 연계점 전압값을 수신한다(S701).Referring to FIG. 7 , the communication unit first receives a connection point voltage value from a control device installed in a distribution line (S701).
다음으로, 데이터 가공부는 제어 장치가 배전선로에 배치된 순서에 따라 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성한다(S702).Next, the data processor generates a voltage profile by arranging the connection point voltage values according to the order in which the control devices are disposed on the distribution line (S702).
다음으로, 제1처리부는 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 기 설정된 연계점 기준 전압 범위를 벗어나는 경우 이상 상태가 발생한 것으로 처리한다(S703~704).Next, the first processing unit processes that an abnormal state has occurred when at least one of the linkage point voltage values is out of the preset linkage point reference voltage range (S703 to 704).
다음으로, 제2처리부는 이상 상태가 발생한 경우, 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색한다(S705).Next, when the abnormal state occurs, the second processing unit searches for the lowest linkage point voltage value in the voltage profile (S705).
다음으로, 제2처리부는 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별한다(S706).Next, the second processing unit selects, as a control target, a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value (S706).
다음으로, 제3처리부는 제어 대상으로 선별된 제어 장치의 제어량을 연산한다(S707).Next, the third processing unit calculates the control amount of the control device selected as the control target (S707).
다음으로, 통신부를 통하여 연산된 제어량을 제어 대상인 제어 장치로 송신한다(S708).Next, the calculated control amount is transmitted to the control device to be controlled through the communication unit (S708).
다음으로, 통신부는 배전선로에 설치된 제어 장치로부터 연계점 전압값을 다시 수신한다(S701).Next, the communication unit receives the connection point voltage value again from the control device installed in the distribution line (S701).
다음으로, 데이터 가공부는 제어 장치가 배전선로에 배치된 순서에 따라 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성한다(S702).Next, the data processor generates a voltage profile by arranging the connection point voltage values according to the order in which the control devices are disposed on the distribution line (S702).
다음으로, 제1처리부는 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 기 설정된 연계점 기준 전압 범위를 벗어나는 경우 이상 상태가 발생한 것으로 처리한다(S703~704).Next, the first processing unit processes that an abnormal state has occurred when at least one of the linkage point voltage values is out of the preset linkage point reference voltage range (S703 to 704).
이상 상태가 발생한 경우 제2처리부, 제3처리부 및 통신부는 이전에서 수행된 S705 내지 S708 단계를 반복한다.When an abnormal state occurs, the second processing unit, the third processing unit, and the communication unit repeat steps S705 to S708 previously performed.
또는, 이상 상태가 발생하지 않은 경우 S701단계로 돌아간다.Alternatively, when the abnormal state does not occur, the process returns to step S701.
실시예에 따른 분산형 전원 최적 전압 제어 장치 및 방법은 분산형 전원의 연계점이 아닌 배전선로 전체의 전압 프로파일을 기반으로 협조 제어(연계점 전압이 초과되지 않은 분산형전원도 제어 참여)를 시행함으로써, 제어효과를 극대화 할 수 있으며, 지정학적으로 선로 말단에 있는 분산형전원 제어 횟수 편중 현상을 완화할 수 있다.Distributed power supply optimum voltage control apparatus and method according to the embodiment implements cooperative control (distributed power supply whose connection point voltage does not exceed control participation) based on the voltage profile of the entire distribution line, not the connection point of the distributed power supply. In this case, the control effect can be maximized, and the concentration of distributed power supply control frequency at the end of the line can be alleviated in a geopolitical sense.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 컴퓨터로 실행 가능한 프로그램을 계속 저장하거나, 실행 또는 다운로드를 위해 임시 저장하는 것일 수도 있다. 또한, 매체는 단일 또는 수 개의 하드웨어가 결합된 형태의 다양한 기록수단 또는 저장수단일 수 있는데, 어떤 컴퓨터 시스템에 직접 접속되는 매체에 한정되지 않고, 네트워크 상에 분산 존재하는 것일 수도 있다. 매체의 예시로는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등을 포함하여 프로그램 명령어가 저장되도록 구성된 것이 있을 수 있다. 또한, 다른 매체의 예시로, 어플리케이션을 유통하는 앱 스토어나 기타 다양한 소프트웨어를 공급 내지 유통하는 사이트, 서버 등에서 관리하는 기록매체 내지 저장매체도 들 수 있다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable recording medium. In this case, the medium may continuously store a program executable by a computer or temporarily store the program for execution or download. In addition, the medium may be various recording means or storage means in the form of a single or combined hardware, but is not limited to a medium directly connected to a certain computer system, and may be distributed on a network. Examples of the medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROM and DVD, magneto-optical media such as floptical disks, and ROM, RAM, flash memory, etc. configured to store program instructions. In addition, examples of other media include “recording media” or storage media managed by an app store that distributes applications, a site that supplies or distributes other various software, and a server.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.The term '~unit' used in this embodiment means software or a hardware component such as a field-programmable gate array (FPGA) or ASIC, and '~unit' performs certain roles. However, '~ part' is not limited to software or hardware. '~bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Therefore, as an example, '~unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. Functions provided within components and '~units' may be combined into smaller numbers of components and '~units' or further separated into additional components and '~units'. In addition, components and '~units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that it can be done.
500: 분산형 전원 최적 전압 제어 장치
510: 통신부
520: 데이터 가공부
530: 제1처리부
540: 제2처리부
550: 제3처리부
560: 데이터 베이스500: decentralized power supply optimum voltage control unit
510: communication department
520: data processing unit
530: first processing unit
540: second processing unit
550: third processing unit
560: database
Claims (13)
상기 제어 장치가 배전선로에 배치된 순서에 따라 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성하는 데이터 가공부;
연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 기 설정된 연계점 기준 전압 범위를 벗어나는 경우 이상 상태가 발생한 것으로 처리하는 제1처리부;
상기 이상 상태가 발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하고, 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하는 제2처리부; 및
상기 제어 대상으로 선별된 제어 장치의 제어량을 연산한 후, 상기 통신부를 통하여 연산된 제어량을 송신하는 제3처리부를 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치.
a communication unit for receiving a linkage point voltage value from a control device installed on a distribution line (D/L);
a data processing unit for generating a voltage profile by arranging connection point voltage values according to the order in which the control device is disposed on the distribution line;
a first processing unit for processing that an abnormal state has occurred when at least one of the linkage point voltage values is out of a preset linkage point reference voltage range;
a second processing unit for searching for a lowest linkage point voltage value in the voltage profile and selecting a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value as a control target when the abnormal state occurs; and
and a third processing unit for calculating a control amount of the control device selected as the control target and then transmitting the calculated control amount through the communication unit.
상기 데이터 가공부는 변전소를 기점으로 선로 말단 방향으로 상기 제어 장치가 배치된 순서에 따라 수신한 연계점 전압값을 정렬하여 상기 전압 프로파일을 생성하는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치.
According to claim 1,
The data processing unit generates the voltage profile by arranging the received connection point voltage values according to the order in which the control devices are arranged in the direction of the line end from the substation as a starting point.
상기 제2처리부는 상기 최저 연계점 전압값이 계측된 제어 장치를 기준으로 선로 말단 방향으로 배치된 모든 제어 장치를 상기 제어 대상으로 선별하는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치.
According to claim 1,
The second processing unit selects all control devices disposed in the direction of the end of the line as the control target based on the control device for which the lowest linkage point voltage value is measured.
상기 제3처리부는 상기 제어 대상인 제어 장치 각각에 대한 역률값을 연산한 후, 상기 통신부를 통하여 상기 역률값을 송신하는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치.
According to claim 1,
The third processing unit calculates a power factor value for each of the control devices to be controlled, and then transmits the power factor value through the communication unit.
상기 제1처리부는 상기 역률값 전송 이후 수신한 연계점 전압값을 이용하여 이상 상태 발생 여부를 판단하는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치.
According to claim 4,
Wherein the first processing unit determines whether or not an abnormal state has occurred by using the connection point voltage value received after the transmission of the power factor value.
상기 제2처리부는 상기 이상 상태가 재발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하고, 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하고,
상기 제3처리부는 이전에 전송한 역률값을 조정한 후, 상기 통신부를 통하여 조정된 역률값을 재송신하는 분산형 전원 최적 전압 제어 장치.
According to claim 5,
When the abnormal state reoccurs, the second processing unit searches for the lowest linkage point voltage value in the voltage profile, selects a control device subordinate to the lowest linkage point voltage value as a control target,
The third processing unit adjusts the previously transmitted power factor value and then retransmits the adjusted power factor value through the communication unit.
데이터 가공부가 상기 제어 장치가 배전선로에 배치된 순서에 따라 연계점 전압값을 정렬하여 전압 프로파일을 생성하는 단계;
제1처리부가 연계점 전압값 중 적어도 하나의 연계점 전압값이 기 설정된 연계점 기준 전압 범위를 벗어나는 경우 이상 상태가 발생한 것으로 처리하는 단계;
제2처리부가 상기 이상 상태가 발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하는 단계;
상기 제2처리부가 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하는 단계;
제3처리부가 상기 제어 대상으로 선별된 제어 장치의 제어량을 연산하는 단계; 및
상기 통신부를 통하여 연산된 제어량을 송신하는 단계를 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 방법.
receiving, by a communication unit, a linkage point voltage value from a control device installed in a distribution line (D/L);
generating a voltage profile by a data processing unit by arranging connection point voltage values according to the order in which the control device is disposed on the distribution line;
processing, by a first processing unit, that an abnormal state has occurred when at least one of the linkage point voltage values is out of a predetermined linkage point reference voltage range;
retrieving, by a second processing unit, a lowest linkage point voltage value from the voltage profile when the abnormal state occurs;
selecting, by the second processing unit, a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value as a control target;
calculating a control amount of the control device selected as the control target by a third processing unit; and
Distributed power supply optimum voltage control method comprising the step of transmitting the calculated control amount through the communication unit.
상기 전압 프로파일을 생성하는 단계는,
변전소를 기점으로 선로 말단 방향으로 상기 제어 장치가 배치된 순서에 따라 수신한 연계점 전압값을 정렬하여 상기 전압 프로파일을 생성하는 단계를 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 방법.
According to claim 7,
Generating the voltage profile,
and generating the voltage profile by arranging the received connection point voltage values according to the order in which the control devices are disposed in a line end direction from the substation as a starting point.
상기 제어 대상으로 선별하는 단계는,
상기 최저 연계점 전압값이 계측된 제어 장치를 기준으로 선로 말단 방향으로 배치된 모든 제어 장치를 상기 제어 대상으로 선별하는 분산형 전원 최적 전압 제어 방법.
According to claim 7,
The step of selecting as the control target,
Distributed power supply optimum voltage control method of selecting all control devices arranged in the direction of the end of the line as the control target based on the control device for which the lowest linkage point voltage value is measured.
상기 연산된 제어량을 송신하는 단계는,
상기 제어 대상인 제어 장치 각각에 대한 역률값을 연산하는 단계를 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 방법.
According to claim 7,
In the step of transmitting the calculated control amount,
Distributed power supply optimum voltage control method comprising the step of calculating a power factor value for each control device to be controlled.
상기 제어 장치가 수신한 역률값을 이용하여 인버터 제어를 수행하는 단계;
상기 제어 장치가 계측한 연계점 전압값을 상기 통신부로 송신하는 단계;
통신부가 배전선로(D/L)에 설치된 제어 장치로부터 연계점 전압값을 수신하는 단계; 및
상기 제1처리부가 상기 역률값 전송 이후 수신한 연계점 전압값을 이용하여 이상 상태 발생 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 방법.
According to claim 10,
performing inverter control using the power factor value received by the control device;
transmitting the connection point voltage value measured by the control device to the communication unit;
receiving, by a communication unit, a linkage point voltage value from a control device installed in a distribution line (D/L); and
and determining, by the first processing unit, whether or not an abnormal state has occurred by using an associated point voltage value received after transmitting the power factor value.
상기 제2처리부는 상기 이상 상태가 재발생한 경우, 상기 전압 프로파일에서 최저 연계점 전압값을 검색하는 단계;
상기 제2처리부가 상기 최저 연계점 전압값 보다 후순위의 제어 장치를 제어 대상으로 선별하는 단계;
상기 제3처리부가 이전에 전송한 역률값을 조정하는 단계: 및
상기 통신부를 통하여 조정된 역률값을 재송신하는 단계를 더 포함하는 분산형 전원 최적 전압 제어 방법.
According to claim 11,
searching for the lowest linkage point voltage value in the voltage profile when the abnormal state reoccurs;
selecting, by the second processing unit, a control device having a lower priority than the lowest linkage point voltage value as a control target;
Adjusting the power factor value previously transmitted by the third processing unit: and
The distributed power supply optimum voltage control method further comprising retransmitting the adjusted power factor value through the communication unit.
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KR20190050466A (en) * | 2017-11-03 | 2019-05-13 | 한전케이디엔주식회사 | Decentralized power control apparatus |
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- 2021-07-13 KR KR1020210091409A patent/KR102601443B1/en active IP Right Grant
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KR20190050466A (en) * | 2017-11-03 | 2019-05-13 | 한전케이디엔주식회사 | Decentralized power control apparatus |
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