KR20230093733A - 신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법 - Google Patents

신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 신재생전원 예비력 관리장치는, 전력계통에 연계된 신재생전원과 동기발전기의 발전용량과 관성상수를 입력받는 계통데이터 입력부; 신재생전원을 감시하고 제어하는 시각동기위상 측정기로부터 측정된 데이터를 취합하고, 신재생전원별 출력 및 예비력을 시각동기위상 측정기에 배분하여 지시하는 위상데이터 집중기; 및 계통데이터 입력부와 위상데이터 집중기로부터 입력된 계통정보와 신재생전원의 감시데이터를 기반으로 주파수 변화율을 계산하고, 주파수 변화율에 따라 예비력을 계산하여 최대 출력제어와 예비력 확보를 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원별로 지시하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MANAGING RESERVE POWER OF NEW RENEWABLE POWER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 향후 감소될 것으로 예상되는 계통관성을 보완하여 주파수 안정도를 확보하고 인버터를 통해 필요한 예비력을 안정적으로 확보할 수 있도록 신재생전원별 가중치를 부여하여 확보해야할 예비력을 관리하는 신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전력계통의 부하는 지속적으로 변하지만, 발전량과 부하량은 항상 일치해야 하므로 발전량의 세팅치는 변경되어야 한다. 교류전력을 사용하는 전력계통에서 발전량과 부하량이 일치하지 않으면 주파수가 변하게 되므로 전력설비에 고장이 발생하거나 생산품의 품질에 악영향을 미칠 수 있다. 나아가 전력계통의 정전까지 발생할 수 있다. 그러므로 전력계통의 안정적 운영을 위해서는 운영 예비력의 확보가 필수적이다.
운영 예비력은 수요 변동량, 발전기 불시고장 또는 단기 수요예측 오차 등에 대비한 것으로, 이를 위해 각 발전기들을 감발하여 운전한다. 운영 예비력은 주파수조정 예비력, 대기 예비력, 대체 예비력 등(또는 1차, 2차, 3차 예비력)으로 구분하는데, 주파수조정 예비력과 운전상태 대기 예비력(또는 1차, 2차 예비력 또는 Spin Reserves)은 그 확보량을 증가시킬수록 고가의 에너지사용량이 증가하게 된다. 그러므로 주파수조정 예비력과 운전상태 대기 예비력은 계통안정성과 고가에너지사용이라는 양면성으로 인해 적정수준의 확보가 매우 중요하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0091951호(2014.07.23. 공개, 예비력 운영 가변 제어 장치)에 개시되어 있다.
최근 전 세계적으로 탄소중립 등 기후변화에 대응하고 경기를 부양하기 위해 신재생 발전산업을 적극 육성하고 있으며, 우리나라도 재생에너지 정책을 통해 신재생 발전원의 비중을 높이고 있다.
현재 도입되고 있는 신재생전원 중 태양광, 풍력 발전의 비중이 가장 높으며, 이 중 태양광, 풍력 발전은 전력전자소자를 활용한 인버터를 통해(Inverter-based) 출력을 제어하고 있어, 동기발전기들이 가진 회전관성이 없음으로 결과적으로 계통관성(Inertia)을 감소시켜 미소신호 및 주파수안정도 측면에서 악영향을 주고 있다.
특히, 계통관성이 낮아지면 중대한 외란이 발생한 직후 주파수 변화율(Rocof)이 증가하고 최저주파수(Nadir)는 낮아져서 주파수 안정도 측면에서 부정적인 영향을 준다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 동기 발전기의 관성응답과 유사한 출력특성을 구현한 가상관성(Virtual Inertia) 또는 합성관성(Synthetic Inertia) 기능을 갖춘 인버터들이 도입되고 있어 태양광, 풍력발전 용량 중 일부를 남겨두어(De-loading) 예비력 자원으로 사용할 수 있도록 최대출력(MPPT)보다 낮은 임의의 운전점을 통해 동기발전기의 운전예비력과 같은 개념의 예비력을 보유할 수 있다.
이러한 인버터 기반 신재생전원의 예비력을 부하수준, 기상여건 등 다양한 조건에서 효율적으로 사용하기 위해서는 별도의 관리장치가 필요하다. 특히, 태양광 발전은 주로 낮 시간에만 출력이 발생하기 때문에 심야에는 예비력 자원으로 활용이 어려우며 풍력발전의 경우 출력의 간헐성이 높기 때문에 예비력 자원으로 활용하기 위해 별도의 관리장치가 필요하다.
또한 대부분의 신재생발전소들은 넓은 지역에 분산되어 계통에 연계되어 있으며 외란이 발생할 당시 부하수준과 신재생발전소의 출력을 고려한 종합적인 예비력 제어가 이루어지기 어렵기 때문에 이에 특화된 관리장치를 개발할 필요성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 향후 감소될 것으로 예상되는 계통관성을 보완하여 주파수 안정도를 확보하고 인버터를 통해 필요한 예비력을 안정적으로 확보할 수 있도록 신재생전원별 가중치를 부여하여 확보해야할 예비력을 관리하는 신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 신재생전원 예비력 관리장치는, 전력계통에 연계된 신재생전원과 동기발전기의 발전용량과 관성상수를 입력받는 계통데이터 입력부; 신재생전원을 감시하고 제어하는 시각동기위상 측정기로부터 측정된 데이터를 취합하고, 신재생전원별 출력 및 예비력을 시각동기위상 측정기에 배분하여 지시하는 위상데이터 집중기; 및 계통데이터 입력부와 위상데이터 집중기로부터 입력된 계통정보와 신재생전원의 감시데이터를 기반으로 주파수 변화율을 계산하고, 주파수 변화율에 따라 예비력을 계산하여 최대 출력제어와 예비력 확보를 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원별로 지시하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 발전용량은, 전력계통에서 신재생전원의 기여도가 가장 높을 때의 발전용량인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 위상데이터 집중기는, 시각동기위상 측정기로부터 신재생전원의 전압, 전류, 위상각 및 주파수 데이터 중 어느 하나 이상을 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 발전용량에 따라 관성상수를 가중 평균하여 등가 관성상수를 계산하고, 등가 관성상수와 발전기 동요방정식을 활용하여 주파수 변화율을 계산하며, 주파수 변화율과 기준범위를 비교하여 예비력을 계산하여 최대 출력제어와 예비력 확보를 지시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는, 예비력을 계산한 후 신재생전원별 설비용량을 기반으로 가중치를 적용하여 신재생전원별로 예비력을 차등 배분하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 신재생전원 예비력 관리방법은, 제어부가 계통데이터 입력부로부터 전력계통에 연계된 신재생전원과 동기발전기의 발전용량과 관성상수를 입력받는 단계; 제어부가 신재생전원에 설치된 시각동기화 측정기를 통해 측정된 신재생전원의 감시데이터를 위상데이터 집중기로부터 입력받아 계통정보와 감시데이터를 기반으로 주파수 변화율을 계산하는 단계; 제어부가 주파수 변화율과 기준범위를 비교하는 단계; 및 제어부가 주파수 변화율과 기준범위의 비교결과에 따라 예비력을 계산하여 최대 출력제어와 예비력 확보를 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원별로 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 발전용량은, 전력계통에서 신재생전원의 기여도가 가장 높을 때의 발전용량인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 신재생전원의 감시데이터는, 신재생전원의 전압, 전류, 위상각, 주파수 데이터 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 주파수 변화율을 계산하는 단계는, 제어부가 발전용량에 따라 관성상수를 가중 평균하여 등가 관성상수를 계산하고, 등가 관성상수와 발전기 동요방정식을 활용하여 주파수 변화율을 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 최대 출력제어와 예비력 확보를 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원별로 지시하는 단계는, 제어부가 주파수 변화율과 기준범위를 비교하여 기준범위 이내인 경우, 최대 출력제어를 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원의 시각위상동기 측정기로 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 최대 출력제어와 예비력 확보를 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원별로 지시하는 단계는, 제어부가 주파수 변화율과 기준범위를 비교하여 기준범위를 초과한 경우, 예비력 확보를 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원의 시각위상동기 측정기로 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 예비력 확보를 지시하는 단계는, 제어부가 예비력을 계산한 후 신재생전원별 설비용량을 기반으로 가중치를 적용하여 신재생전원별로 예비력을 차등 배분하여 신재생전원별로 정해진 예비력 확보를 지시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법은 향후 감소될 것으로 예상되는 계통관성을 보완하여 주파수 안정도를 확보하고 인버터를 통해 필요한 예비력을 안정적으로 확보할 수 있고, 신재생전원별 가중치를 부여하여 확보해야 할 예비력을 차등 배분함으로써, 합리적인 계통운영이 가능하고 주파수 조정용 ESS 건설운영 비용 및 동기 발전기의 운전 예비력 확보량을 절감하여 경제적이고 효율적으로 계통을 운영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리장치의 네트워크 구성이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리장치의 지시에 따른 태양광 발전과 풍력발전의 제어 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 신재생전원 예비력 관리장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리장치의 네트워크 구성이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리장치의 지시에 따른 태양광 발전과 풍력발전의 제어 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리장치는, 계통데이터 입력부(30), 위상데이터 집중기(20) 및 제어부(40)를 포함할 수 있다.
계통데이터 입력부(30)는 전력계통에 연계된 신재생전원과 동기발전기의 발전용량과 관성상수를 입력받는다.
여기서, 발전용량은 제어 시점의 부하수준에 따라 상이하므로, 가장 혹독한 조건인 전력계통에서 신재생전원의 기여도가 가장 높을 때의 발전용량 즉, 동기 발전기의 발전량이 가장 낮을 때를 기준으로 입력받는다.
또한, 관성상수는 신재생전원의 발전기와 동기 발전기의 고유특성이므로 상수이고, 발전기의 스펙을 통해 입력받을 수 있다.
위상데이터 집중기(PDC ; Phasor Data Concentrator)(20)는 신재생전원을 감시하고 제어하는 시각동기위상 측정기(PMU ; Phasor Measurement Unit)(10)로부터 측정된 데이터를 취합하고, 신재생전원별 출력 및 예비력을 시각동기위상 측정기(10)에 배분하여 지시할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 시각동기위상 측정기(10)는 신재생전원을 감시하고 제어하기 위해 설치되어 신재생전원의 전압, 전류, 위상각 및 주파수 데이터(V, I,δ, f) 중 어느 하나 이상을 측정한 신재생전원의 감시데이터를 위상데이터 집중기(20)로 전송한다.
이때 위상데이터 집중기(20)는 여러 개의 시각동기위상 측정기(PMU1~PMUn)로부터 감시데이터를 입력받아 에러확인, 취합, 상태감시 및 로그를 관리할 수 있다.
제어부(40)는 계통데이터 입력부(30)와 위상데이터 집중기(20)로부터 입력된 계통정보와 신재생전원의 감시데이터를 기반으로 주파수 변화율(Rocof)을 계산하고, 주파수 변화율에 따라 예비력을 계산하여 최대 출력제어(MPPT)와 예비력 확보를 위상데이터 집중기(20)를 통해 신재생전원별로 지시할 수 있다.
즉, 제어부(40)는 발전용량(Sbase,i)에 따라 관성상수(Hi)를 가중 평균하여 수학식 1과 같이 등가 관성상수(Heq)를 계산한다.
Figure pat00001
이후 등가 관성상수와 발전기 동요방정식(Swing Equation)을 활용하여 주파수 변화율(Rocof)을 계산한다.
주파수 변화율(Rocof)는 0.5초를 기준으로한 주파수 변화량을 의미하며, 수학식 2를 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 f0는 우리나라 기준 주파수인 60Hz를 적용하고 ΔP 기준용량 대비 외란이 발생할 때 유효전력의 변화량으로 상정고장에 따라 다르게 적용한다.
Figure pat00002
이렇게 계산된 주파수 변화율(Rocof)과 기준범위를 비교하여 예비력을 계산한다.
예를 들어, 허용할 수 있는 기준범위를 2Hz/s 이내로 할 경우, 주파수 변화율(Rocof)이 2Hz/s 이내인 경우에는 주파수 변화율(Rocof)이 적정하다고 판단할 수 있고, 2Hz/s를 초과하는 경우 주파수 변화율(Rocof)이 과도한 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 제어부(40)는 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위를 이내인 경우, 외란 발생시 주파수 응답에 문제가 없는 것으로 판단하여 인버터에서 별도의 예비력을 제공할 필요가 없기 때문에 위상데이터 집중기(20)를 통해 신재생전원에 최대 출력제어(MPPT)를 지시할 수 있다.
반면, 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위를 초과하는 경우, 예비력 자원이 필요하므로 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위 이내로 유지할 수 있도록 필요 예비력(Pa)을 계산한다. 필요한 예비력은 수학식 3을 통해 계산할 수 있다.
Figure pat00003
여기서 ΔPn 은 최대 주파수 변화율(Rocof)를 적용했을 유효전력 변화량을 의미하며, ΔP는 제어 시점에서 적용한 유효전력 변화량을 의미한다. 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위를 초과하는 경우에는 ΔP > ΔPn 상황으로 필요 예비력(Pa)은 양수가 된다.
이후 제어부(40)는 필요 예비력(Pa)을 계산 한 후 신재생전원별 설비용량을 기반으로 가중치를 적용하여 발전기 용량에 따라 배분량을 조절함으로써 신재생전원별로 예비력을 차등 배분한다.
여기서 가중치(Ki)는 수학식 4와 같이 신재생전원별 발전기 설비용량을 전체 신재생전원의 발전설비 용량으로 나누어 각각 계산한다.
Figure pat00004
이와 같이 예비력을 계산한 후 제어부(40)는 도 5와 같이 신재생전원별로 가중치를 적용하여 신재생전원별로 예비력(Pi)을 차등 배분하고, 예비력 확보를 위상데이터 집중기(20)를 통해 신재생전원별로 지시할 수 있다.
Figure pat00005
이와 같이 예비력 확보 지시를 받은 신재생전원에서는 도 3에 도시된 바와 같이 인버터를 통해 최대출력에서 예비력을 제외하고 출력을 내기 위해 태양광 발전의 운전전압을 제어하거나 풍력발전의 피치 제어(Pitch angle control)를 하면서 예비력을 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 신재생전원 예비력 관리장치에 따르면, 향후 감소될 것으로 예상되는 계통관성을 보완하여 주파수 안정도를 확보하고 인버터를 통해 필요한 예비력을 안정적으로 확보할 수 있고, 신재생전원별 가중치를 부여하여 확보해야 할 예비력을 차등 배분함으로써, 합리적인 계통운영이 가능하고 주파수 조정용 ESS 건설운영 비용 및 동기 발전기의 운전 예비력 확보량을 절감하여 경제적이고 효율적으로 계통을 운영할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 신재생전원 예비력 관리방법에서는 먼저, 제어부가 계통데이터 입력부로부터 전력계통에 연계된 신재생전원과 동기발전기의 발전용량과 관성상수를 입력받는다(S10).
여기서, 발전용량은 제어 시점의 부하수준에 따라 상이하므로, 가장 혹독한 조건인 전력계통에서 신재생전원의 기여도가 가장 높을 때의 발전용량 즉, 동기 발전기의 발전량이 가장 낮을 때를 기준으로 입력받는다.
또한, 관성상수는 신재생전원의 발전기와 동기 발전기의 고유특성이므로 상수이고, 발전기의 스펙을 통해 입력받을 수 있다.
S10 단계에서 발전용량과 관성상수의 계통정보를 입력받은 후 제어부(40)는 신재생전원에 설치된 시각동기화 측정기(10)를 통해 측정된 신재생전원의 감시데이터를 위상데이터 집중기(20)로부터 입력받아 계통정보와 감시데이터를 기반으로 등가 관성상수를 계산하여 주파수 변화율을 계산한다(S20).
여기서, 신재생전원의 감시데이터는 신재생전원의 전압, 전류, 위상각 및 주파수 데이터(V, I,δ, f) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제어부(40)는 발전용량(Sbase,i)에 따라 관성상수(Hi)를 가중 평균하여 수학식 6과 같이 등가 관성상수(Heq)를 계산한다.
Figure pat00006
이후 등가 관성상수와 발전기 동요방정식(Swing Equation)을 활용하여 주파수 변화율(Rocof)을 계산한다.
주파수 변화율(Rocof)는 0.5초를 기준으로한 주파수 변화량을 의미하며, 수학식 7을 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 f0는 우리나라 기준 주파수인 60Hz를 적용하고 ΔP 기준용량 대비 외란이 발생할 때 유효전력의 변화량으로 상정고장에 따라 다르게 적용한다.
Figure pat00007
S20 단계에서 주파수 변화율(Rocof)를 계산한 후 제어부(40)는 주파수 변화율(Rocof)과 기준범위를 비교한다(S30).
S30 단계에서 주파수 변화율(Rocof)과 기준범위를 비교한 후 비교결과 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위 이내인 경우, 제어부(40)는 외란 발생시 주파수 응답에 문제가 없는 것으로 판단하여 인버터에서 별도의 예비력을 제공할 필요가 없기 때문에 위상데이터 집중기(20)를 통해 신재생전원에 최대 출력제어(MPPT)를 지시한다(S40).
반면 S30 단계에서 주파수 변화율(Rocof)과 기준범위를 비교한 후 비교결과 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위를 초과한 경우, 제어부(40)는 예비력 자원이 필요하므로 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위 이내로 유지할 수 있도록 필요 예비력(Pa)을 계산한다(S50). 필요한 예비력은 수학식 8을 통해 계산할 수 있다.
Figure pat00008
여기서, ΔPn 은 최대 주파수 변화율(Rocof)를 적용했을 유효전력 변화량을 의미하며, ΔP는 제어 시점에서 적용한 유효전력 변화량을 의미한다. 주파수 변화율(Rocof)이 기준범위를 초과하는 경우에는 ΔP > ΔPn 상황으로 필요 예비력(Pa)은 양수가 된다.
S50 단계에서 필요 예비력(Pa)을 계산 한 후, 제어부(40)는 신재생전원별 설비용량을 기반으로 가중치를 적용하여 발전기 용량에 따라 배분량을 조절함으로써 신재생전원별로 예비력을 차등 배분한다(S60).
여기서, 가중치(Ki)는 수학식 9와 같이 신재생전원별 발전기 설비용량을 전체 신재생전원의 발전설비 용량으로 나누어 각각 계산한다.
Figure pat00009
그리고, 제어부(40)는 도 10과 같이 신재생전원별로 가중치를 적용하여 신재생전원별로 예비력(Pi)을 차등 배분한다.
Figure pat00010
S60 단계에서 예비력을 차등 배분한 후 제어부(40)는 예비력 확보를 위상데이터 집중기(20)를 통해 신재생전원별로 지시한다(S70).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 신재생전원 예비력 관리방법에 따르면, 향후 감소될 것으로 예상되는 계통관성을 보완하여 주파수 안정도를 확보하고 인버터를 통해 필요한 예비력을 안정적으로 확보할 수 있고, 신재생전원별 가중치를 부여하여 확보해야 할 예비력을 차등 배분함으로써, 합리적인 계통운영이 가능하고 주파수 조정용 ESS 건설운영 비용 및 동기 발전기의 운전 예비력 확보량을 절감하여 경제적이고 효율적으로 계통을 운영할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 시각동기위상 측정기
20 : 위상데이터 집중기
30 : 계통데이터 입력부
40 : 제어부

Claims (12)

  1. 전력계통에 연계된 신재생전원과 동기발전기의 발전용량과 관성상수를 입력받는 계통데이터 입력부;
    상기 신재생전원을 감시하고 제어하는 시각동기위상 측정기로부터 측정된 데이터를 취합하고, 신재생전원별 출력 및 예비력을 상기 시각동기위상 측정기에 배분하여 지시하는 위상데이터 집중기; 및
    상기 계통데이터 입력부와 상기 위상데이터 집중기로부터 입력된 계통정보와 신재생전원의 감시데이터를 기반으로 주파수 변화율을 계산하고, 상기 주파수 변화율에 따라 예비력을 계산하여 최대 출력제어와 예비력 확보를 상기 위상데이터 집중기를 통해 상기 신재생전원별로 지시하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 발전용량은, 상기 전력계통에서 상기 신재생전원의 기여도가 가장 높을 때의 발전용량인 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 위상데이터 집중기는, 상기 시각동기위상 측정기로부터 상기 신재생전원의 전압, 전류, 위상각 및 주파수 데이터 중 어느 하나 이상을 입력받는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 발전용량에 따라 상기 관성상수를 가중 평균하여 등가 관성상수를 계산하고, 상기 등가 관성상수와 발전기 동요방정식을 활용하여 상기 주파수 변화율을 계산하며, 상기 주파수 변화율과 기준범위를 비교하여 상기 예비력을 계산하여 상기 최대 출력제어와 상기 예비력 확보를 지시하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 예비력을 계산한 후 신재생전원별 설비용량을 기반으로 가중치를 적용하여 상기 신재생전원별로 예비력을 차등 배분하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리장치.
  6. 제어부가 계통데이터 입력부로부터 전력계통에 연계된 신재생전원과 동기발전기의 발전용량과 관성상수를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 신재생전원에 설치된 시각동기화 측정기를 통해 측정된 상기 신재생전원의 감시데이터를 위상데이터 집중기로부터 입력받아 계통정보와 감시데이터를 기반으로 주파수 변화율을 계산하는 단계;
    상기 제어부가 상기 주파수 변화율과 기준범위를 비교하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 주파수 변화율과 상기 기준범위의 비교결과에 따라 예비력을 계산하여 최대 출력제어와 예비력 확보를 상기 위상데이터 집중기를 통해 신재생전원별로 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 발전용량은, 상기 전력계통에서 상기 신재생전원의 기여도가 가장 높을 때의 발전용량인 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 신재생전원의 감시데이터는, 상기 신재생전원의 전압, 전류, 위상각, 주파수 데이터 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 주파수 변화율을 계산하는 단계는, 상기 제어부가 상기 발전용량에 따라 상기 관성상수를 가중 평균하여 등가 관성상수를 계산하고, 상기 등가 관성상수와 발전기 동요방정식을 활용하여 상기 주파수 변화율을 계산하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 최대 출력제어와 상기 예비력 확보를 상기 위상데이터 집중기를 통해 상기 신재생전원별로 지시하는 단계는, 상기 제어부가 상기 주파수 변화율과 상기 기준범위를 비교하여 상기 기준범위 이내인 경우, 상기 최대 출력제어를 상기 위상데이터 집중기를 통해 상기 신재생전원의 상기 시각위상동기 측정기로 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리방법.
  11. 제 6항에 있어서, 상기 최대 출력제어와 상기 예비력 확보를 상기 위상데이터 집중기를 통해 상기 신재생전원별로 지시하는 단계는, 상기 제어부가 상기 주파수 변화율과 상기 기준범위를 비교하여 상기 기준범위를 초과한 경우, 상기 예비력 확보를 상기 위상데이터 집중기를 통해 상기 신재생전원의 상기 시각위상동기 측정기로 지시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 예비력 확보를 지시하는 단계는, 상기 제어부가 상기 예비력을 계산한 후 신재생전원별 설비용량을 기반으로 가중치를 적용하여 상기 신재생전원별로 상기 예비력을 차등 배분하여 상기 신재생전원별로 정해진 상기 예비력 확보를 지시하는 것을 특징으로 하는 신재생전원 예비력 관리방법.
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