KR20230109267A - 전력계통의 과도 안정도 해석 방법 - Google Patents

전력계통의 과도 안정도 해석 방법 Download PDF

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KR20230109267A
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Abstract

본 발명은 복수의 해석 알고리즘을 이용하여 전력계통의 과도 안정도를 해석하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 과도 안정도 해석 방법은 전력계통의 파라미터를 이용하여 회전체의 동요방정식을 생성하는 단계, 상기 동요방정식의 해석을 위한 알고리즘을 선택하는 단계, 상기 선택된 알고리즘을 이용하여 상기 동요방정식을 해석하는 단계, 상기 해석된 동요방정식에 상기 회전체의 상태값을 적용하여 상기 회전체의 상태방정식을 생성하는 단계 및 상기 상태방정식에 기초하여 상기 전력계통의 과도 안정도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력계통의 과도 안정도 해석 방법{METHOD FOR ANALYZING TRANSIENT STABILITY OF POWER SYSTEM}
본 발명은 복수의 해석 알고리즘을 이용하여 전력계통의 과도 안정도를 해석하는 방법에 관한 것이다.
전력계통에 뇌격, 합선 등의 사고가 발생하거나 사용 전력의 증감 등의 부하 변동이 발생하는 경우 전력계통에는 전력 동요가 발생하게 되는데, 동요 발생 이후에 전력계통이 평형 상태를 회복할 수 있는 능력을 과도 안정도(transient stability)라고 한다.
과도 안정도를 초과하는 동요 발생 시 전력계통을 구성하는 발전기는 탈조될 수 있고, 이에 연결된 다른 구성요소들이 불안정해져 심각하게는 전체 전력계통의 장애를 발생시킬 수 있다.
이에 따라, 전력계통을 운영함에 있어서 전력계통의 현재 상태에 기초하여 과도 안정도를 예측 및 해석하는 것은 매우 중요하며 이를 위한 다양한 기술들이 연구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0411817호
본 발명은 복수의 해석 알고리즘 중 어느 하나를 이용하여 전력계통의 과도 안정도를 해석하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 과도 안정도 해석 방법은 전력계통의 파라미터를 이용하여 회전체의 동요방정식을 생성하는 단계, 상기 동요방정식의 해석을 위한 알고리즘을 선택하는 단계, 상기 선택된 알고리즘을 이용하여 상기 동요방정식을 해석하는 단계, 상기 해석된 동요방정식에 상기 회전체의 상태값을 적용하여 상기 회전체의 상태방정식을 생성하는 단계 및 상기 상태방정식에 기초하여 상기 전력계통의 과도 안정도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 동요방정식은 상기 회전체의 각속도를 시간에 대해 편미분한 방정식인 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 동요방정식은 하기 [수학식]으로 표현되는 것을 특징으로 한다.
[수학식]
(여기서, 는 상기 회전체의 변위각, 는 상기 회전체의 각속도, M은 상기 회전체의 관성 정수, 는 상기 회전체에 대한 기계적 입력, 은 상기 회전체의 전기적 출력)
일 실시예에서, 상기 알고리즘을 선택하는 단계는 상기 동요방정식의 해석을 위한 복수의 알고리즘을 사용자에게 출력하는 단계와, 상기 사용자로부터 상기 복수의 알고리즘 중 어느 하나에 대한 선택을 입력받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 동요방정식의 해석을 위한 알고리즘은 오일러 방법(Euler's Method), 개선된 오일러 방법(Modified Euler's Method), 사다리꼴 방법(Trapezoidal Method) 및 룽게-쿠타 방법(Runge-Kutta Method)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 상태방정식을 생성하는 단계는 상기 해석된 동요방정식에 상기 회전체의 상태값을 대입하여 상기 상태방정식을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 상태방정식을 생성하는 단계는 상기 회전체의 상태 정보별로 상기 상태방정식을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 과도 안정도를 판단하는 단계는 상기 상태방정식의 해(value)가 시간에 따라 발산하는지 여부에 따라 상기 과도 안정도를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 과도 안정도를 판단하는 단계는 상기 상태방정식의 해가 시간에 따라 발산하면 상기 과도 안정도를 불안정 상태로 판단하고, 상기 상태방정식의 해가 시간에 따라 수렴하면 상기 과도 안정도를 안정 상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 과도 안정도를 판단하는 단계는 상기 회전체의 상태 정보별 상태방정식의 해 중 어느 하나라도 시간에 따라 발산하면 상기 과도 안정도를 불안정 상태로 판단하고, 상기 회전체의 모든 상태 정보별 상태방정식의 해가 시간에 따라 수렴하면 상기 과도 안정도를 안정 상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 복수의 알고리즘을 이용한 과도 안정도 해석 동작을 수행함으로써, 엔지니어로 하여금 다양한 방법론을 통해 전력계통을 진단하도록 할 수 있고, 엔지니어가 각 알고리즘별 프로그램 및/또는 진단 모듈을 별도 구비할 필요가 없어 진단 비용을 절약할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 과도 안정도 해석 방법을 도시한 순서도.
도 2는 회전체가 무한대 모선에 접속되어 있는 모습을 도시한 도면.
도 3은 회전체의 각 상태방정식을 그래프로 나타낸 도면.
도 4는 일 예시에 따른 본 발명의 동작 과정을 도시한 순서도.
도 5는 본 발명이 적용된 프로그램의 화면일 예시적으로 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 프로그램 상에서 과도 안정도가 각각 안정 및 불안정으로 판단된 모습을 도시한 도면.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 명세서에서 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 명세서에서 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
본 발명은 복수의 해석 알고리즘을 이용하여 전력계통의 과도 안정도를 해석하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 전력계통을 구성하는 회전체의 동요방정식을 복수의 미분방정식 해석 알고리즘을 통해 풀이함으로써 과도 상태(transient state)에서 전력계통이 안정한지 여부를 판단하는 방법에 관한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 과도 안정도 해석 방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 과도 안정도 해석 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 회전체가 무한대 모선에 접속되어 있는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 회전체의 각 상태방정식을 그래프로 나타낸 도면이다.
도 4는 일 예시에 따른 본 발명의 동작 과정을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명이 적용된 프로그램의 화면일 예시적으로 도시한 도면이고, 도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 프로그램 상에서 과도 안정도가 각각 안정 및 불안정으로 판단된 모습을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력계통의 과도 안정도 해석 방법(이하, 과도 안정도 해석 방법)은 회전체의 동요방정식을 생성하는 단계(S10), 동요방정식 해석 알고리즘을 선택하는 단계(S20), 동요방정식을 해석하는 단계(S30), 회전체의 상태방정식을 생성하는 단계(S40) 및 전력계통의 과도 안정도를 판단하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.
다만, 도 1에 도시된 과도 안정도 해석 방법은 일 실시예에 따른 것이고, 발명을 이루는 각 단계들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 단계가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
도 1에 도시된 각 단계들은 프로세서에 의해 수행될 수 있으며, 후술하는 동작을 수행하기 위하여 프로세서는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controller), 마이크로컨트롤러(microcontroller) 중 적어도 하나의 물리적인 요소를 포함하여 구현될 수 있다.
이하 도 1에 도시된 각 단계들을 구체적으로 설명하도록 한다.
프로세서는 전력계통의 파라미터를 이용하여 회전체의 동요방정식을 생성할 수 있다(S10).
전력계통의 파라미터는 전력계통을 구성하는 구성요소들의 특성을 나타내는 파라미터로서, 예컨대 기계적 구성요소들에 대한 특성값, 선로 특성값, 전기적 구성요소들에 대한 특성값, 정격(rating) 특성값 등을 포함할 수 있다.
전력계통의 파라미터는 사용자로부터 수신, 획득 및/또는 입력될 수 있다. 예컨대, 본 발명은 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있고, 해당 프로그램은 사용자 단말에서 실행될 수 있다. 이 경우, 사용자는 해당 프로그램에서 제공되는 인터페이스를 통해 전력계통의 파라미터를 입력할 수 있다.
동요방정식은 전력계통이 과도 상태에 진입한 경우 전력계통을 구성하는 회전체의 동요 정도를 나타내는 방정식으로써, 구체적으로 회전체의 각속도를 시간에 대해 편미분한 방정식일 수 있다.
도 2를 참조하면, 회전체는 과도 내부 전압이 Ea이고 관성 정수가 M인 발전기로 예시될 수 있고, 발전기는 리액턴스(X)를 통해 무한대 모선(infinite busbar)에 접속되는 것으로 가정할 수 있다.
여기서, 관성 모멘트를 I, 회전체의 각속도()를 , 회전체의 각속도()를 변화시키기 위하여 필요한 토크를 라고 한다면, 도 2에 도시된 구조에서 [수학식 1]의 방정식이 만족되며, 동요방정식은 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
여기서, 는 도 2에 도시된 바와 같이 원동기에서 발전기에 입력되는 기계적 입력(Pi)와 발전기에서 생성되는 전기적 출력(Pn)의 차이므로 [수학식 2]는 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
이와 같이 동요방정식이 생성되면, 프로세서는 동요방정식의 해석을 위한 알고리즘을 선택할 수 있다(S20).
동요방정식은 미분방정식이므로 프로세서는 미분방정식 풀이를 위한 알고리즘을 선택할 수 있다. 본 발명에서 이용되는 알고리즘은 오일러 방법(Euler's Method), 개선된 오일러 방법(Modified Euler's Method), 사다리꼴 방법(Trapezoidal Method) 및 룽게-쿠타 방법(Runge-Kutta Method)을 포함할 수 있고, 이 외에도 미분방정식 풀이를 위한 다양한 방법을 더 포함할 수 있다.
이러한 복수의 알고리즘 중에서 동요방정식 해석에 이용되는 어느 한 알고리즘은 사용자로부터 수신, 획득 및/또는 입력될 수 있다.
일 예에서, 프로세서는 동요방정식의 해석을 위한 복수의 알고리즘을 사용자에게 출력할 수 있고, 사용자로부터 복수의 알고리즘 중 어느 하나에 대한 선택을 입력받을 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있고, 해당 프로그램은 사용자 단말에서 실행될 수 있다. 이 경우, 프로세서는 해당 프로그램의 인터페이스를 통해 복수의 알고리즘을 사용자에게 출력할 수 있고, 해당 인터페이스를 통해 사용자로부터 특정 알고리즘에 대한 선택 명령을 입력받을 수 있다.
이와 같이, 동요방정식의 해석을 위한 특정 알고리즘이 선택되면, 프로세서는 해당 알고리즘을 이용하여 동요방정식을 해석할 수 있다(S30). 다시 말해, 프로세서는 미분방정식 형태의 동요방정식을 풀이할 수 있다.
프로세서는 일정 시간 간격에 따라 동요방정식(이하, y'으로 혼용)의 해(이하, y로 혼용)를 추정할 수 있고, 이를 위해 해의 초기값이 요구될 수 있다. 프로세서는 단계(S10)에서 획득한 전력계통의 파라미터를 이용하여 초기값을 생성할 수 있다. 즉, 동요가 발생하지 않았을 때(t=0) 동요방정식의 해(y(0))는 전력계통의 자체 파라미터에 의해 결정될 수 있으므로 프로세서는 전력계통의 파라미터를 이용하여 초기값(y(0))을 결정할 수 있다.
프로세서는 앞서 기재한 알고리즘을 이용하여 t=1일 때의 동요방정식의 해(y(1))를 추정할 수 있고, 같은 방법을 반복 수행함으로써 t=2, 3, …, tf일 때의 해를 연속적으로 추정할 수 있다. 각 알고리즘이 이용되는 구체적인 과정은 당해 기술분야에서 기 알려져 있으므로 여기서는 자세한 설명을 생략하도록 한다.
프로세서는 앞서 해석된 동요방정식이 해석될 때마다, 즉 미분방정식의 해가 도출될 때마다 회전체의 상태값을 적용하여 회전체의 상태방정식을 생성할 수 있다(S40). 여기서 회전체의 상태값은 회전체의 상태 정보를 나타내는 값으로, 예컨대 정격 유효전력/무효전력, 정격 주파수, 정격 전압, 부하각(상차각 또는 토크각, delta angle) 등을 포함할 수 있다.
프로세서는 t=1에서 해석된 동요방정식에 회전체의 초기 상태값을 대입하여 t=1에서의 상태방정식을 생성할 수 있다. 생성된 상태방정식에 따라 회전체의 상태값이 변화되는 경우, 프로세서는 변화된 상태값을 t=2에서 해석된 동요방정식에 대입하여 t=2에서의 상태방정식을 생성할 수 있다.
이어서, 프로세서는 생성된 상태방정식에 따라 변화된 상태값을 t=3에서 해석된 동요방정식에 대입하여 t=3에서의 상태방정식을 생성할 수 있고, 이러한 과정을 반복함으로써 t=2, 3, … tf에서의 상태방정식을 생성할 수 있다.
상태방정식은 회전체의 각 상태 정보별로 생성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상태방정식은 회전체의 유효전력(Pg), 무효전력(Pg), 전기적 토크(Te), 각주파수(Wr), 부하각(delta angle, d), 전압(Et)에 대해 생성될 수 있다. 이 외에도, 상태방정식은 다양한 회전체의 상태 정보별로 생성될 수 있다.
미리 설정된 목표 시간(tf)까지의 상태방정식 생성이 완료되면, 프로세서는 상태방정식에 기초하여 전력계통의 과도 안정도를 판단할 수 있다(S50). 다시 말해, 프로세서는 상태방정식의 해가 시간에 따라 변하는 양상에 기초하여 전력계통의 과도 안정도를 판단할 수 있다.
일 예에서, 프로세서는 상태방정식의 해가 시간에 따라 발산하는지 여부에 따라 과도 안정도를 판단할 수 있다. 구체적으로, 프로세서는 상태방정식의 해가 시간에 따라 발산하면 과도 안정도를 불안정 상태로 판단할 수 있고, 상태방정식의 해가 시간에 따라 수렴하면 과도 안정도를 안정 상태로 판단할 수 있다.
다른 예에서, 프로세서는 회전체의 상태 정보별 상태방정식의 해 중 어느 하나라도 시간에 따라 발산하면 과도 안정도를 불안정 상태로 판단할 수 있고, 회전체의 모든 상태 정보별 상태방정식의 해가 시간에 따라 수렴하면 과도 안정도를 안정 상태로 판단할 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이 각 상태 정보별 상태 방정식이 모두 시간의 흐름에 따라 수렴하는 경우, 프로세서는 전력계통의 과도 안정도를 안정 상태로 판단할 수 있다. 이와 달리, 만약 각 상태 정보별 상태 방정식 중 적어도 하나라도 시간의 흐름에 따라 발산하는 경우, 프로세서는 전력계통의 과도 안정도를 불안정 상태로 판단할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 발명의 전체 동작을 예시적으로 설명하도록 한다.
프로세서는 사용자로부터 전력계통의 파라미터를 입력받을 수 있다(S110). 이어서, 프로세서는 전력계통의 파라미터를 이용하여 미분방정식인 동요방정식의 초기값(t=0)을 결정하고, 이를 이용하여 전력계통을 구성하는 회전체의 동요방정식을 생성할 수 있다(S120).
프로세서는 동요방정식의 t를 1로 설정하고(S130), 미분방정식을 연산할 수 있다(S140). 이 때, 미분방정식 연산에는 오일러 방법, 개선된 오일러 방법, 사다리꼴 방법 및 룽케-쿠타 방법 중 어느 하나가 이용될 수 있으며, 특정 알고리즘을 선택하기 위해 프로세서는 사용자로부터 선택 명령을 입력받을 수 있다.
t=1에서 미분방정식이 연산되면, 프로세서는 해당 미분방정식에 회전체의 상태값을 적용함으로써(S150), 상태방정식을 생성할 수 있다. t=1에서 적용되는 상태값은 회전체의 초기 상태값일 수 있다. 이어서, 프로세서는 t가 목표 시간(tf)을 초과했는지 여부를 판단할 수 있고(S160), t가 목표 시간(tf)을 초과할 때까지 단계(S140) 및 단계(S150)를 반복하여 t=1, 2, …, tf에 대한 상태방정식을 생성할 수 있다.
이어서, 프로세서는 상태방정식이 발산하는지 수렴하는지에 따라 전력계통의 과도안정도를 판단할 수 있고(S170), 판단 결과를 사용자에게 출력할 수 있다(S180). 판단 결과를 사용자에게 출력하는 방법은 다양하게 이루어질 수 있다. 예컨대, 프로세서는 판단 결과에 대응하는 신호를 사용자 단말에 송신할 수도 있고, 사용자 단말에서 실행되는 컴퓨터 프로그램에 판단 결과를 표시할 수도 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명이 컴퓨터 프로그램으로 구현되었을 때, 해당 프로그램의 인터페이스에 기초한 동작을 설명하도록 한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 컴퓨터 프로그램은 동요방정식 해석에 이용될 알고리즘을 사용자로부터 선택받기 위한 선택화면(①), 전력계통의 파라미터를 입력받기 위한 제1 및 제2 입력화면(②, ③), 알고리즘을 통해 동요방정식을 해석한 뒤 해당 동요방정식에 적용될 발전기 상태값을 입력받기 위한 제3 및 제4 입력화면(④, ⑥), 시뮬레이션 목표 시간, 동요 발생 시각, 주기, 위치 등을 입력받기 위한 제5 입력화면(⑤)을 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 프로그램은 판단된 과도 안정도를 표시하는 표시화면(⑦), 전력계통의 파라미터 또는 발전기 상태값의 디폴트값을 입력하기 위한 제1 버튼(⑧), 발명의 동작 개시 명령을 입력하기 위한 제2 버튼(⑨)을 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 프로그램은 회전체의 유효전력(Pg), 무효전력(Pg), 전기적 토크(Te), 각주파수(Wr), 부하각(delta angle, d), 전압(Et)에 대한 상태방정식이 각각 출력되는 출력화면(⑩, ⑪, ⑫, ⑬, ⑭, ⑮)을 포함할 수 있다.
도 6 및 도 7을 함께 참조하여 상기 인터페이스를 통해 실행되는 각 실시예를 비교 설명하면, 사용자는 전력계통의 파라미터와 발전기 상태값을 동일하게 입력하되, 동요가 지속되는 주기(fault duration cycle, 이하 동요 지속 주기)만을 변경 입력할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 동요 지속 주기를 35주기로 입력한 경우 상태방정식의 그래프를 출력하는 출력화면(②)에 나타난 것과 같이 모든 상태방정식이 수렴하므로, 표시화면(①)에는 '안정'이라는 텍스트가 출력될 수 있다.
반면에, 도 7에 도시된 바와 같이, 동요 지속 주기를 200주기로 입력한 경우(①) 상태방정식의 그래프를 출력하는 출력화면(③))에 나타난 것과 같이 적어도 하나 이상의 상태방정식이 발산하므로, 표시화면(②)에는 '불안정'이라는 텍스트가 출력될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 복수의 알고리즘을 이용한 과도 안정도 해석 동작을 수행함으로써, 엔지니어로 하여금 다양한 방법론을 통해 전력계통을 진단하도록 할 수 있고, 엔지니어가 각 알고리즘별 프로그램 및/또는 진단 모듈을 별도 구비할 필요가 없어 진단 비용을 절약할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (10)

  1. 전력계통의 파라미터를 이용하여 회전체의 동요방정식을 생성하는 단계;
    상기 동요방정식의 해석을 위한 알고리즘을 선택하는 단계;
    상기 선택된 알고리즘을 이용하여 상기 동요방정식을 해석하는 단계;
    상기 해석된 동요방정식에 상기 회전체의 상태값을 적용하여 상기 회전체의 상태방정식을 생성하는 단계; 및
    상기 상태방정식에 기초하여 상기 전력계통의 과도 안정도를 판단하는 단계를 포함하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동요방정식은 상기 회전체의 각속도를 시간에 대해 편미분한 방정식인
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동요방정식은 하기 [수학식]으로 표현되는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
    [수학식]

    (여기서, 는 상기 회전체의 변위각, 는 상기 회전체의 각속도, M은 상기 회전체의 관성 정수, 는 상기 회전체에 대한 기계적 입력, 은 상기 회전체의 전기적 출력)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알고리즘을 선택하는 단계는
    상기 동요방정식의 해석을 위한 복수의 알고리즘을 사용자에게 출력하는 단계와,
    상기 사용자로부터 상기 복수의 알고리즘 중 어느 하나에 대한 선택을 입력받는 단계를 포함하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동요방정식의 해석을 위한 알고리즘은 오일러 방법(Euler's Method), 개선된 오일러 방법(Modified Euler's Method), 사다리꼴 방법(Trapezoidal Method) 및 룽게-쿠타 방법(Runge-Kutta Method)을 포함하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상태방정식을 생성하는 단계는
    상기 해석된 동요방정식에 상기 회전체의 상태값을 대입하여 상기 상태방정식을 생성하는 단계를 포함하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상태방정식을 생성하는 단계는
    상기 회전체의 상태 정보별로 상기 상태방정식을 생성하는 단계를 포함하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 과도 안정도를 판단하는 단계는
    상기 상태방정식의 해(value)가 시간에 따라 발산하는지 여부에 따라 상기 과도 안정도를 판단하는 단계를 포함하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 과도 안정도를 판단하는 단계는
    상기 상태방정식의 해가 시간에 따라 발산하면 상기 과도 안정도를 불안정 상태로 판단하고, 상기 상태방정식의 해가 시간에 따라 수렴하면 상기 과도 안정도를 안정 상태로 판단하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 과도 안정도를 판단하는 단계는
    상기 회전체의 상태 정보별 상태방정식의 해 중 어느 하나라도 시간에 따라 발산하면 상기 과도 안정도를 불안정 상태로 판단하고, 상기 회전체의 모든 상태 정보별 상태방정식의 해가 시간에 따라 수렴하면 상기 과도 안정도를 안정 상태로 판단하는
    전력계통의 과도 안정도 해석 방법.
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