KR20240044074A - Digital grid power router and control method thereof - Google Patents

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KR20240044074A
KR20240044074A KR1020220123365A KR20220123365A KR20240044074A KR 20240044074 A KR20240044074 A KR 20240044074A KR 1020220123365 A KR1020220123365 A KR 1020220123365A KR 20220123365 A KR20220123365 A KR 20220123365A KR 20240044074 A KR20240044074 A KR 20240044074A
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김석웅
이학주
김욱원
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한국전력공사
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Abstract

본 발명은 디지털그리드 전력중계 장치에 관한 것으로, 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 결정하는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, 배전계통의 정상운전 상태를 확인하고, 배전계통의 전압과 주파수가 정상 범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하며, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하고, 또한 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하였을 때, 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재할 경우, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키며, 부하량과 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여, 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정한다.The present invention relates to a digital grid power relay device, and includes a processor that determines a control mode of the digital grid power relay (DGPR) in consideration of the status of distributed power and load linked to the distribution system, wherein the processor , check the normal operation status of the distribution system, check whether the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range, check whether the total power generation from new and renewable sources exceeds the total consumption, and check whether the total power generation from new and renewable sources exceeds the total consumption. When the total consumption exceeds the total consumption, if an energy storage device exists in the distribution system, the energy storage device is operated in maximum charging mode, and the excess power from renewable sources is calculated by comparing the sum of the load and charge amount with the renewable source power generation. By setting and comparing the excess power with the adjacent system, the control mode of the digital grid power relay (DGPR) is determined as one of the first to fourth control modes.

Description

디지털 그리드 전력중계 장치 및 그 제어 방법{DIGITAL GRID POWER ROUTER AND CONTROL METHOD THEREOF}Digital grid power relay device and its control method {DIGITAL GRID POWER ROUTER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 디지털 그리드 전력중계 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR : Digital Grid Power Router) 제어모드를 결정할 수 있도록 하는, 디지털 그리드 전력중계 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a digital grid power relay device and a control method thereof. More specifically, the present invention relates to a digital grid power relay device (DGPR: Digital Grid Power Router) control mode considering the situation of distributed power and loads linked to the distribution system. It relates to a digital grid power relay device and its control method that allows determining .

일반적으로 재생에너지 전원은 배전계통에 집중되며, 특히 2016년 1MW 이하 분산전원(DER) 접속보장제도가 시행되면서 배전계통의 분산전원 접속 요구가 급증하고 있다.In general, renewable energy power is concentrated in the distribution system, and in particular, with the implementation of the distributed power generation (DER) access guarantee system of 1 MW or less in 2016, the demand for access to distributed power in the distribution system is rapidly increasing.

우리나라의 경우 자가 소비형 분산전원(DER) 설비 비중이 낮고 전력 판매형 설비가 많아 배전망으로의 전력 유입량이 많다. 이에 따라 현재 재생에너지 접속을 위해 배전선로 332회선 신설계획이 승인되었으며, 2019년 12월 기준으로 118회선이 시공 완료 되었으나 여전히 분산전원 연계를 위한 배전망 보강 부담이 크며 분산전원의 접속 대기가 길어지고 있는 상황이다.In Korea, the proportion of self-consumption distributed power generation (DER) facilities is low and the number of power sales-type facilities is high, resulting in a large amount of power flowing into the distribution network. Accordingly, the plan to build 332 new distribution lines to connect renewable energy has been approved, and as of December 2019, construction of 118 lines has been completed. However, the burden of reinforcing the distribution network for connection to distributed power is still high, and the wait for connection to distributed power is long. There is a situation.

한편 분산전원의 전력계통 연계 및 발전량이 증가하면 배전선로의 열적 한계와 임피던스 성분에 의해 배전선로의 분산전원 연계 용량에 제약이 발생한다.Meanwhile, as distributed power generation is connected to the power system and the amount of power generation increases, the thermal limitations and impedance components of the distribution line limit the distributed power connection capacity of the distribution line.

이 때 전력계통이 안정적으로 운영될 수 있는 분산전원의 최대 설치용량을 분산전원의 수용률(DER Hosting Capacity)이라고 하는데, 상기 분산전원의 수용률(DER Hosting Capacity)은 특정한 하나의 상황을 가정하여 정할 수 있는 것이 아니라, 다양한 상황에서 전압유지 범위, 전압 변동, 주파수 변동, 선로 과부하, 전력품질, 및 보호협조의 문제 등 다양한 지표를 고려해야 한다.At this time, the maximum installed capacity of distributed power that can stably operate the power system is called the DER Hosting Capacity. The DER Hosting Capacity is calculated based on a specific situation. It is not something that can be determined, but various indicators such as voltage maintenance range, voltage fluctuation, frequency fluctuation, line overload, power quality, and protection coordination issues must be considered in various situations.

한편 신재생 분산전원의 배전계통 접속은 크게 확정 접속(Firm Interconnection) 방식(도 1의 (a) 참조)과 유연 접속(Flexible Interconnection) 방식(도 1의 (b) 참조)으로 구분된다.Meanwhile, the distribution system connection of new and renewable distributed power sources is largely divided into the firm interconnection method (see (a) in Figure 1) and the flexible interconnection method (see (b) in Figure 1).

여기서 상기 확정 접속 방식은 배전선로별로 분산전원의 정격 용량을 기준으로 접속을 허가하는 방식으로서, 배전계통의 운전조건과 관계없이 분산전원의 최대 발전 시에도 접속 문제가 발생하지 않기 때문에 신뢰성이 높지만, 피크 출력 시기를 제외하면 배전선로의 용량에 여유가 많이 남는 비효율적인 문제가 있다. 반대로 상기 유연 접속 방식은 분산전원의 피크 출력 등에 따른 계통 혼잡시 분산전원의 출력을 일시적으로 제한할 수 있다는 조건으로 계약을 맺고 분산전원을 접속하는 방식이다.Here, the confirmed connection method is a method that allows connection based on the rated capacity of distributed power for each distribution line. It is highly reliable because connection problems do not occur even at the maximum power generation of distributed power regardless of the operating conditions of the distribution system. Excluding peak output periods, there is an inefficiency problem in which there is a lot of capacity left over in distribution lines. Conversely, the flexible connection method is a method of connecting distributed power by signing a contract under the condition that the output of the distributed power can be temporarily limited in case of grid congestion due to peak output of the distributed power.

한편 상기 분산전원의 배전계통 연계 기준은 선로 용량에 맞추어서 설계가 되었으나, 연계기준 용량을 만족하더라도 배전계통의 구성(예 : 배전선로의 길이, 분산전원의 설치 위치 등)에 따라 과전압 문제가 발생할 수 있다.Meanwhile, the standards for connecting the distributed power to the distribution system were designed according to the line capacity, but even if the connection standard capacity is satisfied, overvoltage problems may occur depending on the configuration of the distribution system (e.g., length of distribution line, installation location of distributed power, etc.). there is.

또한 선로고장 시, 선로 절체에 따라 분산전원이 설치되어 있는 배전선로 구간이 인근 선로와 연계되면 분산전원 수용용량을 초과할 수 있음에 따라 배전계통을 모니터링하고 능동적으로 관리하는 장치가 필요한 상황이다.In addition, in the event of a line failure, if the distribution line section where distributed power is installed due to line transfer is connected to a nearby line, the distributed power capacity may be exceeded, so a device that monitors and actively manages the distribution system is needed.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2022-0034387호(2022.03.18. 공개, 디지털그리드 전력중계 장치 및 그 운영방법)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2022-0034387 (published on March 18, 2022, digital grid power relay device and operating method).

상기 배경기술은 본 발명의 동일한 발명자가 출원한 발명으로서, 분산전원이 혼재된 배전계통에서 멀티터미널 배전선로 간 전력융통을 위해 서브 그리드 형태의 디지털그리드를 구성하고 배전선로 종단에 연계되는 전력중계 장치를 통해 양방향 전력변환으로 전력융통 및 조류제어를 수행하는 디지털그리드 전력 중계 장치 및 그 운영 방법에 대하여 개시되어 있을 뿐, 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR) 제어모드를 결정하는 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.The above background technology is an invention filed by the same inventor of the present invention, and is a power relay device that configures a digital grid in the form of a sub-grid and is linked to the end of the distribution line for power integration between multi-terminal distribution lines in a distribution system with mixed distributed power sources. A digital grid power relay device and its operation method that perform power integration and current control through two-way power conversion are disclosed, but a method for determining the digital grid power relay (DGPR) control mode is not disclosed. .

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR) 제어모드를 결정할 수 있도록 하는, 디지털 그리드 전력중계 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. According to one aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, and determines the digital grid power relay (DGPR) control mode in consideration of the situation of distributed power and load linked to the distribution system. The purpose is to provide a digital grid power relay device and its control method that enables

본 발명의 일 측면에 따른 디지털그리드 전력중계 장치는, 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 결정하는 프로세서;를 포함하고, 상기 프로세서는, 배전계통의 정상운전 상태를 확인하고, 배전계통의 전압과 주파수가 정상 범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하며, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하고, 또한 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하였을 때, 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재할 경우, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키며, 부하량과 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여, 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 한다.The digital grid power relay device according to one aspect of the present invention includes a processor that determines a control mode of the digital grid power relay (DGPR) in consideration of the status of the distributed power and load linked to the distribution system. The processor checks the normal operation status of the distribution system, checks whether the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range, checks whether the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption, and also checks whether the total renewable source power generation exceeds the total consumption. When the power generation exceeds the total consumption, and if an energy storage device exists in the distribution system, the energy storage device is operated in maximum charging mode, and the sum of the load and charging amount is compared with the renewable source power generation to exceed the renewable source. It is characterized by setting the power, comparing the excess power with the adjacent system, and determining the control mode of the digital grid power relay (DGPR) as one of the first to fourth control modes.

본 발명에 있어서, 상기 프로세서는, 배전계통의 정상운전 상태를 확인하고, 신재생원 최대발전 동작 시 발전 및 부하 데이터를 수집하고, 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하여, 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위가 아닌 경우, 일부 설비의 고장으로 계통에 일시적인 문제가 발생하면 즉시 고장소거를 하고, 장기고장에 대해서는 디지털그리드 전력중계 장치를 제4 제어모드(CVCF)로 동작하며 비상발전 운전을 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the processor checks the normal operation status of the distribution system, collects power generation and load data when the renewable source operates at maximum power generation, and checks whether the voltage and frequency of the distribution system are operated within the normal range. Therefore, if the voltage and frequency of the distribution system are not within the normal range and a temporary problem occurs in the system due to a failure of some equipment, the fault is immediately cleared, and for long-term failures, the digital grid power relay device is switched to the fourth control mode (CVCF). It is characterized by operating as an emergency power generation operation.

본 발명에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있으면, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하여, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하지 않고 정상범위 내에서 동작하고 있을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 인접계통의 잉여전력을 수용하기 위한 제3 제어모드(ACCP)로 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, if the voltage and frequency of the distribution system are operating within a normal range, the processor checks whether the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption, and ensures that the total power generation from renewable sources does not exceed the total consumption. When operating within a normal range, the digital grid power relay (DGPR) is characterized in that it operates in a third control mode (ACCP) to accommodate surplus power of the adjacent system.

본 발명에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있고, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하고 있으면, 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재하는지 확인하여, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키고, 부하량 및 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 발전량이 더 큰 경우 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 작을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제2 제어모드(DCCP)로 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, if the voltage and frequency of the distribution system are operating within a normal range and the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption, the processor checks whether an energy storage device exists in the distribution system, Operate the energy storage device in maximum charging mode, compare the sum of the load and charge amount with the renewable source power generation, set the renewable source excess power if the renewable source power generation is greater, and compare the excess power with the adjacent system. Therefore, when the excess power is smaller than that of the adjacent system, the digital grid power relay (DGPR) is operated in the second control mode (DCCP).

본 발명에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 클 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제1 제어모드(DCCV)로 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the processor compares the excess power with an adjacent system and, when the excess power is larger than the adjacent system, operates the digital grid power relay (DGPR) in the first control mode (DCCV). It is characterized by

본 발명에 있어서, 상기 제1 제어모드(DCCV)는 디지털그리드의 전압을 제어하기 위한 모드이고, 상기 제2 제어모드(DCCP)는 계통의 전력을 디지털그리드로 공급하기 위한 모드이며, 상기 제3 제어모드(ACCP)는 DC 링크의 전력을 계통으로 공급하기 위한 모드이며, 상기 제4 제어모드(CVCF)는 계통의 전압과 주파수를 제어하기 위한 모드인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first control mode (DCCV) is a mode for controlling the voltage of the digital grid, the second control mode (DCCP) is a mode for supplying system power to the digital grid, and the third The control mode (ACCP) is a mode for supplying DC link power to the grid, and the fourth control mode (CVCF) is a mode for controlling the voltage and frequency of the grid.

본 발명의 다른 측면에 따른 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법은, 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 결정하는 프로세서를 포함하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 프로세서가, 배전계통의 정상운전 상태를 확인하고, 배전계통의 전압과 주파수가 정상 범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하며, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하고, 또한 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하였을 때, 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재할 경우, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키며, 부하량과 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여, 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 한다.The control method of the digital grid power relay device according to another aspect of the present invention includes a processor that determines the control mode of the digital grid power relay (DGPR) in consideration of the status of distributed power and load linked to the distribution system. In the control method of the digital grid power relay device, the processor checks the normal operation state of the distribution system, checks whether the voltage and frequency of the distribution system are operated within the normal range, and determines whether the total power generation from renewable sources is Check whether the consumption exceeds the total consumption, and when the total power generation from new and renewable sources exceeds the total consumption, and if an energy storage device exists in the distribution system, the energy storage device is operated in maximum charging mode, and the sum of the load and the charging amount is calculated. By comparing the generation amount of new and renewable sources, the excess power of new and renewable sources is set, and the excess power is compared with the adjacent system, and the control mode of the digital grid power relay (DGPR) is set to one of the first to fourth control modes. It is characterized by determining .

본 발명에 있어서, 상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여, 상기 프로세서는, 배전계통 정상운전 상태를 확인하고, 신재생원 최대발전 동작 시 발전 및 부하 데이터를 수집하고, 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하여, 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위가 아닌 경우, 일부 설비의 고장으로 계통에 일시적인 문제가 발생하면 즉시 고장소거를 하고, 장기고장에 대해서는 디지털그리드 전력중계 장치를 제4 제어모드(CVCF)로 동작하며 비상발전 운전을 수행하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to determine one of the first to fourth control modes, the processor checks the normal operation state of the distribution system, collects power generation and load data when the renewable source operates at maximum power generation, and , check whether the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range, and if the voltage and frequency of the distribution system are not within the normal range, or if a temporary problem occurs in the system due to a breakdown of some equipment, immediately eliminate the fault; For long-term failures, the digital grid power relay device operates in the fourth control mode (CVCF) and performs emergency power generation operation.

본 발명에 있어서, 상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여, 상기 프로세서는, 상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있으면, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하여, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하지 않고 정상범위 내에서 동작하고 있을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 인접계통의 잉여전력을 수용하기 위한 제3 제어모드(ACCP)로 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to determine one of the first to fourth control modes, the processor determines that if the voltage and frequency of the distribution system are operated within a normal range, the total power generation from renewable sources is equal to the total consumption. If the total power generation from renewable sources does not exceed the total consumption and is operating within the normal range, the digital grid power relay (DGPR) is set to a third control mode to accommodate the surplus power of the adjacent system. It is characterized by operating as (ACCP).

본 발명에 있어서, 상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여, 상기 프로세서는, 상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있고, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하고 있으면, 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재하는지 확인하여, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키고, 부하량 및 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 발전량이 더 큰 경우 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 작을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제2 제어모드(DCCP)로 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to determine one of the first to fourth control modes, the processor determines that the voltage and frequency of the distribution system are operating within a normal range and that the total power generation from renewable sources is equal to the total consumption. If it exceeds, check whether an energy storage device exists in the distribution system, operate the energy storage device in maximum charging mode, and compare the sum of the load and charge amount with the renewable source power generation to determine if the renewable source power generation is greater. If it is large, set the excess power of the renewable source, compare the excess power with the adjacent system, and if the excess power is smaller than the adjacent system, operate the digital grid power relay (DGPR) in the second control mode (DCCP). It is characterized by:

본 발명에 있어서, 상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여, 상기 프로세서는, 상기 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 클 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제1 제어모드(DCCV)로 동작하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to determine one of the first to fourth control modes, the processor compares the excess power with an adjacent system and, when the excess power is larger than the adjacent system, the digital It is characterized in that the grid power relay (DGPR) operates in the first control mode (DCCV).

본 발명에 있어서, 상기 제1 제어모드(DCCV)는 디지털그리드의 전압을 제어하기 위한 모드이고, 상기 제2 제어모드(DCCP)는 계통의 전력을 디지털그리드로 공급하기 위한 모드이며, 상기 제3 제어모드(ACCP)는 DC 링크의 전력을 계통으로 공급하기 위한 모드이며, 상기 제4 제어모드(CVCF)는 계통의 전압과 주파수를 제어하기 위한 모드인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the first control mode (DCCV) is a mode for controlling the voltage of the digital grid, the second control mode (DCCP) is a mode for supplying system power to the digital grid, and the third The control mode (ACCP) is a mode for supplying DC link power to the grid, and the fourth control mode (CVCF) is a mode for controlling the voltage and frequency of the grid.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR) 제어모드를 결정할 수 있도록 한다.According to one aspect of the present invention, the present invention allows the digital grid power relay (DGPR) control mode to be determined by considering the status of distributed power sources and loads connected to the distribution system.

도 1은 일반적인 분산전원의 확정접속방식과 유연접속방식의 특성을 비교하기 위한 그래프를 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털그리드 전력중계 시스템의 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 디지털그리드의 전압을 제어하기 위한 제1 제어모드(DCCV)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도.
도 5는 상기 도 3에 있어서, 계통의 전력을 디지털그리드로 공급하기 위한 제2 제어모드(DCCP)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도.
도 6은 상기 도 3에 있어서, DC 링크의 전력을 계통으로 공급하기 위한 제3 제어모드(ACCP)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도.
도 7은 상기 도 3에 있어서, 계통의 전압과 주파수를 제어하기 위한 제4 제어모드(CVCF)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도.
Figure 1 is an example graph showing the characteristics of a general distributed power source for comparing the characteristics of a definite connection method and a flexible connection method.
Figure 2 is an exemplary diagram showing the configuration of a digital grid power relay system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart for explaining a control method of a digital grid power relay device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an example diagram showing the actual measurement result waveform in the first control mode (DCCV) for controlling the voltage of the digital grid in FIG. 3.
Figure 5 is an example diagram showing the actual measurement result waveform in the second control mode (DCCP) for supplying system power to the digital grid in Figure 3.
FIG. 6 is an example diagram showing the actual measurement result waveform in the third control mode (ACCP) for supplying DC link power to the system in FIG. 3.
Figure 7 is an example diagram showing the actual measurement result waveform in the fourth control mode (CVCF) for controlling the voltage and frequency of the system in Figure 3.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 디지털 그리드 전력중계 장치 및 그 제어 방법의 일 실시 예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a digital grid power relay device and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.

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.In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawing may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.

이하 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하는, 본 발명은 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여, 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR) 제어모드를 결정하되, 배전계통의 전압과 주파수가 정상 범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하며, 분산전원 발전량이 제한범위를 초과하는지 확인하고, 또한 분산전원 발전량이 제한범위를 초과하였을 때, 초과전력을 인접계통과 비교하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 결정하는 것에 관한 것이다.The present invention, which will be described below with reference to FIGS. 2 to 7, determines the digital grid power relay (DGPR) control mode in consideration of the situation of distributed power and load connected to the distribution system, and determines the control mode of the distribution system and the voltage of the distribution system. A digital grid power relay device that checks whether the frequency is operating within the normal range, checks whether the distributed power generation amount exceeds the limit range, and also compares the excess power with the adjacent system when the distributed power generation amount exceeds the limit range. It is about determining the control mode of (DGPR).

상술한 바와 같이 분산전원으로 구성된 마이크로그리드는, 소규모의 전력공급망으로 전력계통에 연계되거나 또는 계통과 분리되어 독립적으로 운전할 수 있는 기능을 가진다.As described above, a microgrid composed of distributed power sources is a small-scale power supply network and has the function of being connected to the power system or separated from the system and operating independently.

최근 신재생 분산전원의 확대 및 다양한 에너지 프로슈머 정책에 따라 마이크로그리드에 다양한 운전 방식이 가능해 질 것으로 보이며 한 개 이상의 계통 접속점을 가질 수 있게 되며, 특히 배전계통을 통하지 않고 인근의 타 마이크로그리드와 직접 전력을 융통할 수도 있다. 이 때 상기 마이크로그리드 사이의 연결을 일반 배전선로 등을 이용할 경우에는 마이크로그리드 사이에 전압과 주파수를 공유하므로 전력계통에서 발생하는 다양한 외란을 공동으로 대응할 수 있는 주파수 및 전압제어기법이 필요하다.Recently, with the expansion of new and renewable distributed power sources and various energy prosumer policies, various operation methods are expected to become possible in microgrids, and it will be possible to have more than one grid connection point, and in particular, direct power to other nearby microgrids without going through the distribution system. can also be flexible. At this time, when connecting the microgrids using general distribution lines, etc., voltage and frequency are shared between the microgrids, so a frequency and voltage control technique that can jointly respond to various disturbances occurring in the power system is needed.

또한, 전통적인 배전계통은 선로고장을 신속히 감지하고 보호기기를 동작시키는 계통 보호협조를 위해 일반적으로 방사형 계통을 구성하였는데, 상기 방사형 계통에서는 일반적으로 주변압기에서 배전선로 말단으로의 단방향의 조류가 흐르며, 고장 발생시 고장구간을 계통에서 분리하므로 고장점 이하의 하위(downstream) 계통에서 정전이 발생하게 된다. 이에 따라 고장 발생시 정전 구간을 최소화하기 위해 배전계통을 몇 개의 구간으로 분할하여 인근 배전선로에 연계한다(3분할 3연계). 이 때 이웃 선로와의 연계점은 상시 개방(NOP: Normally Open Point)되며 고장 발생 시에만 개폐기(switch) 동작을 통해 연결되는 형태로 운영한다.In addition, the traditional distribution system generally consists of a radial system for system protection cooperation that quickly detects line failures and operates protection devices. In the radial system, a unidirectional current generally flows from the main transformer to the end of the distribution line, When a fault occurs, the fault section is separated from the system, so a power outage occurs in the downstream system below the fault point. Accordingly, in order to minimize power outages in the event of a breakdown, the distribution system is divided into several sections and connected to nearby distribution lines (3 divisions, 3 connections). At this time, the connection point with the neighboring line is normally open (NOP: Normally Open Point) and is connected through a switch operation only when a failure occurs.

최근 이러한 상시 개방 점에 전력변환기를 설치하여 배전선로 사이에 필요한 전력을 융통하고 고장 파급은 방지할 수 있는 능동형 Soft Open Point(SOP) 기술이 주목을 받고 있다.Recently, active Soft Open Point (SOP) technology, which installs power converters at these always-open points to diversify the necessary power between distribution lines and prevent the propagation of failures, has been attracting attention.

상기 능동형 SOP(Soft Open Point)를 구현하기 위해서는 전력연구원에서 개발한 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR : Digital Grid Power Router)와 같이 백투백(BTB) 형태의 인버터를 사용하며 배전계통 사이에 융통되는 유/무효전력을 원하는 값으로 제어하거나 양단의 연계모선 전압 및 전류를 제어할 수 있다. In order to implement the active SOP (Soft Open Point), a back-to-back (BTB) type inverter is used, such as the Digital Grid Power Router (DGPR) developed by the Korea Electric Power Research Institute, and a flexible energy/transmission system is used between distribution systems. Reactive power can be controlled to a desired value or the connected bus voltage and current at both ends can be controlled.

또한 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)는, 특히 다수의 신재생 분산전원이 연계되는 배전선로의 말단에 연결하여 배전계통의 전압 및 조류를 제어하여 배전계통의 분산전원 수용률 향상 및 말단전압 보상 목적으로 사용할 수 있다. 또한 상기 능동형 SOP(Soft Open Point)는 같은 변전소뿐 아니라, 다른 변전소에 연계된 배전선로를 서로 연계할 수 있으며, 서로 다른 배전전압 사이의 전력의 융통도 가능하다. 또한 2개 이상의 배전선로도 멀티터미널 형태로 연계할 수 있으며, DC 단에 에너지 저장장치를 설치하거나 DC 배전계통과 연계하는 등 다양한 형태로 확장이 가능한 특징이 있다.In addition, the digital grid power relay (DGPR) is especially designed to control the voltage and current of the distribution system by connecting to the end of the distribution line where a large number of new and renewable distributed power sources are connected to improve the acceptance rate of distributed power in the distribution system and compensate for terminal voltage. It can be used as In addition, the active SOP (Soft Open Point) can connect distribution lines connected not only to the same substation but also to different substations, and also enables flexibility of power between different distribution voltages. In addition, two or more distribution lines can be connected in the form of a multi-terminal, and it has the feature of being expandable in various ways, such as installing an energy storage device in the DC terminal or linking with the DC distribution system.

상기와 같이 다양한 특징이 있는 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 다중 배전선로에 설치시 아래와 같은 장점이 있다.When installing the digital grid power relay (DGPR), which has various features as described above, on multiple distribution lines, there are the following advantages.

예컨대 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 다중 배전선로에 설치할 경우, 1) 융통 전력의 정밀한 제어(즉, 배전선로 부하의 전력공급을 위한 SOP에서의 조류제어를 원하는 값으로 정밀하게 수행할 수 있음), 2) 배전계통의 분산전원 수용력 개선(즉, 분산전원 연계에 따라 배전계통에는 과전압이 발생하며 선로의 열적한계에 도달하는 조류가 발생할 수 있으며 과전압과 과전류 허용한계가 분산전원의 수용률을 결정하는 주된 요소임. SOP 양단의 전압 및 전류제어를 통해 분산전원의 연계에 따른 배전계통의 문제를 완화할 수 있으며 그에 따라 분산전원의 수용률을 개선할 수 있음). 3) 말단부하 집중구간 전압 개선(즉, 강원 산악지역은 일반적으로 수목에 의한 화재에 취약하며, 부하가 말단에 집중 연계되는 특징이 있음. 화재를 예방하기 위하여 특고압 배전방식이 아닌 저압을 장거리로 공급함에 따라 부하의 저전압 고장이 빈번하게 발생됨. 이러한 전력공급 취약지역에 DGPR을 활용하면 전압을 개선할 수 있음), 4) 스위치 동작 특성 우수(즉, 전력전자기술로 구현된 SOP는 기계식 스위치로 구현된 NOP에 비해 동작 속도 성능이 우수함), 5) 고장 파급 방지 성능 우수(즉, SOP 컨버터의 고장전류 제한 기능으로 배전선로 병렬운전에 따른 고장전류 증가문제를 완화할 수 있음. 또한 고장 시 FRT(Fault-Ride Through) 및 LVRT(Low-Voltage Ride Through) 기능 등을 적용할 수 있음), 5) 배전계통 전력품질 개선(즉, SOP를 상별로 제어할 수 있는 경우 배전계통 선로불평형 등에 대한 보상이 가능함. 또한 SOP 양단의 연계 계통에 대해 역률제어, 전압제어 등의 제어를 상시 수행할 수 있음) 등의 장점이 있다.For example, when installing a digital grid power relay (DGPR) on multiple distribution lines, 1) precise control of flexible power (i.e., current control in SOP for power supply to distribution line loads can be performed precisely at the desired value) ), 2) Improving the distributed power acceptance capacity of the distribution system (i.e., depending on the connection of distributed power, overvoltage may occur in the distribution system and a current that reaches the thermal limit of the line may occur, and overvoltage and overcurrent tolerance limits may reduce the acceptance rate of distributed power. This is the main determining factor. Through voltage and current control at both ends of the SOP, problems in the distribution system due to the connection of distributed power can be alleviated and the acceptance rate of distributed power can be improved accordingly.) 3) Improvement of voltage in the terminal load concentration section (i.e., mountainous areas in Gangwon are generally vulnerable to fires caused by trees, and the load is concentrated at the terminal. In order to prevent fire, low voltage is used over long distances rather than the special high-voltage distribution method) Low-voltage failures of the load occur frequently as the power supply is supplied. Voltage can be improved by using DGPR in such power supply vulnerable areas), 4) Excellent switch operation characteristics (i.e., SOP implemented with power electronic technology is similar to mechanical switches) operation speed performance is superior to that of the NOP implemented as an operating system), 5) excellent failure propagation prevention performance (i.e., the fault current limiting function of the SOP converter can alleviate the problem of increased fault current due to parallel operation of distribution lines. Also, in the event of a fault) FRT (Fault-Ride Through) and LVRT (Low-Voltage Ride Through) functions can be applied), 5) Distribution system power quality improvement (i.e., if SOP can be controlled for each phase, distribution system line imbalance, etc. Compensation is possible. In addition, control such as power factor control and voltage control can be performed at all times for the connected systems at both ends of the SOP.

상기와 같은 장점 이외에도 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)는, 디지털 그리드를 통해 대규모 전력계통을 지역 단위의 소규모 계통으로 나누어 관리할 수 있어 타 지역과는 DGPR을 통해 연계하고 디지털 기술을 통해 전력을 융통함으로써 전력수급을 안정화 시킬 수 있다. 또한 특정 지역에서 발생하는 고장의 파급으로 인한 대규모 정전을 방지할 수 있어 전력계통의 신뢰도를 높일 수 있다. 또한 신재생에너지 전원 연계에 의한 제어를 지역단위에서 관리하도록 하며 디지털 그리드를 통한 제어로 전력 수급의 변동성을 보상할 수 있어 신재생에너지 전원의 수용성을 높일 수 있다. 또한 전력망이 병렬화되고 복잡해지면 고장전류가 증가하는 문제가 발생하는데, 디지털 그리드를 통한 전력계통 분할 및 DGPR 연계 시에는 인버터 출력 제한 기능에 의해 각 지역의 고장전류가 제한되므로 전력계통의 확대에 따른 단락비(SCR: Short Circuit Ratio) 증가를 방지하여 고장전류의 증가를 완화할 수 있는 장점이 있다.In addition to the above advantages, the digital grid power relay (DGPR) can manage large-scale power systems by dividing them into small-scale systems at the regional level through the digital grid, so it can connect with other regions through DGPR and distribute power through digital technology. By being flexible, power supply and demand can be stabilized. Additionally, it can prevent large-scale power outages due to the spread of faults that occur in specific areas, thereby increasing the reliability of the power system. In addition, control by linking new and renewable energy power sources can be managed at the regional level, and the volatility of power supply and demand can be compensated for through control through the digital grid, thereby increasing the acceptability of new and renewable energy power sources. In addition, as the power grid becomes parallelized and complicated, the problem of increased fault current occurs. When dividing the power system through a digital grid and linking DGPR, the fault current in each region is limited by the inverter output limiting function, which may lead to short circuits due to the expansion of the power system. It has the advantage of mitigating an increase in fault current by preventing an increase in SCR (Short Circuit Ratio).

또한 현재 배전계통은, 분산전원의 배전계통 유입으로 일부 선로의 분산전원 연계용량이 초과된 상태이며, 기존의 배전선로를 최대한 활용하기 위하여 분산전원 연계용량 향상 및 에너지 저장(ESS) 기술에 대한 연구가 오래전부터 진행되고 있는데, 이러한 연구는 점차 발전하는 대용량, 고효율 신재생에너지의 배전계통 연계를 완벽하게 수용할 수 없는 문제에 도달하게 되는데, 이 때 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)는 유연한 확장성으로 인하여 배전선로 공급가능 용량에 의존하지 않고 다수의 선로에 연계 가능하며, 특히 ESS(Energy Storage System) 개발비용의 많은 부분을 차지하고 있는 배터리를 대체하여 활용 소스로 인접 계통을 이용하기 때문에 개발비를 대폭 감소할 수 있으며, 또한 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)는 타 기술대비 경제성 확보가 가능하기 때문에 배전계통의 다양한 분야에서 적용이 가능하고 사업화 시, 시장성이 클 것으로 기대되는 상황이다.In addition, the current distribution system is in a state where the distributed power linkage capacity of some lines has been exceeded due to the inflow of distributed power into the distribution system, and research is being conducted on improving distributed power linkage capacity and energy storage (ESS) technology to make the most of existing distribution lines. has been in progress for a long time, and this research reaches the problem of not being able to fully accommodate the distribution system connection of the gradually developing large-capacity, high-efficiency new and renewable energy, and in this case, the digital grid power relay (DGPR) provides flexible expansion. Due to this, it can be connected to multiple lines without depending on the supply capacity of the distribution line. In particular, it reduces development costs by using adjacent systems as a utilization source by replacing batteries, which account for a large portion of the ESS (Energy Storage System) development cost. It can be significantly reduced, and since the digital grid power relay (DGPR) can secure economic feasibility compared to other technologies, it can be applied in various fields of the distribution system and is expected to have great marketability when commercialized.

최근 한전 전력연구원에서는 특고압 배전계통 사이에 전력을 융통할 수 있는 전력변환기 기반의 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR: Digital Grid Power Router)를 개발하였으며, 상기 개발된 DGPR은 특히 다수의 분산전원(DER: Distributed Energy Resource)이 연결되는 다중 배전선로 또는 멀티 마이크로그리드 간의 양방향 전력융통을 통해 배전계통의 부담을 경감하는 신전력공급 방식에 활용될 수 있으며, 상기 개발된 DGPR을 통해서 배전선로 간의 전력 조류제어가 가능하여 배전선로의 과부하 또는 분산전원 접속용량 한계에 대해 효과적으로 대응할 수 있어 배전계통의 이용률 및 분산전원 수용률을 능동적으로 관리할 수 있는 기술이며, 또한 상기 개발된 DGPR은 배전계통 전압관리, 전력손실감소, 및 선로고장에 대한 효과적인 대응이 가능하여 배전계통 운영 및 관리를 혁신적으로 개선할 수 있는 기술이다.Recently, KEPCO Power Research Institute developed a digital grid power router (DGPR) based on a power converter that can distribute power between extra-high voltage distribution systems. The developed DGPR is especially suitable for use with multiple distributed power sources (DER). : Distributed Energy Resource) can be used in a new power supply method that reduces the burden on the distribution system through two-way power integration between multiple distribution lines or multi-microgrids, and controls power flow between distribution lines through the developed DGPR. It is a technology that can effectively manage distribution system utilization and distributed power acceptance rate by effectively responding to distribution line overload or distributed power connection capacity limitations. In addition, the developed DGPR is a technology that can effectively manage distribution system voltage management and distributed power acceptance rate. It is a technology that can innovatively improve distribution system operation and management by reducing losses and enabling effective response to line failures.

한편 배전계통에 분산전원이 연계될 경우, 배전선로의 과전압과 과전류가 발생할 수 있으며, 이러한 과전압과 과전류를 억제하기 위해 배전계통의 분산전원의 연계를 제한하므로 분산전원 수용률 제한의 직접적인 원인이 되며, 특히 방사형 배전계통의 경우 선로 말단에서 과전압이 발생이 잦으며 분산전원의 출력이 더해지는 배전변압기 2차측 선로에 과전류가 발생할 가능성이 높다(일반적으로 배전계통의 전압은 정격전압의 5% 내외에서 유지 관리되어야 함. 전류는 선로의 열적 한계로 인해 특정한 값으로 제한됨).Meanwhile, when distributed power is connected to the distribution system, overvoltage and overcurrent in the distribution line may occur. In order to suppress such overvoltage and overcurrent, the connection of distributed power in the distribution system is restricted, which is a direct cause of limiting the acceptance rate of distributed power. , In particular, in the case of radial distribution systems, overvoltage frequently occurs at the end of the line, and there is a high possibility of overcurrent occurring in the secondary line of the distribution transformer, where the output of distributed power is added (generally, the voltage of the distribution system is maintained at around 5% of the rated voltage. must be controlled (the current is limited to a certain value due to the thermal limitations of the line).

따라서 상기 DGPR을 이용한 배전선로간의 전력융통을 통해 분산전원이 포화된 배전계통의 전압 및 전류문제를 해결함으로써 분산전원의 수용률을 개선할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to improve the acceptance rate of distributed power by solving the voltage and current problems of the distribution system in which distributed power is saturated through power integration between distribution lines using the DGPR.

상술한 한전 전력연구원에서 개발한 DGPR은 AC/DC 및 DC/AC 전력변환을 통해 AC 계통 사이 또는 AC/DC 계통 사이에 전력을 융통할 수 있으며, 제어 목적에 따라 DC-Link의 전압을 일정하게 제어하는 DCCV(DC Constant Voltage) 제어, DC-Link로 융통되는 전력을 일정하게 제어하는 DCCP(DC Constant Power) 제어, AC계통으로 융통되는 전력을 일정하게 제어하는 ACCP(AC Constant Power) 제어, 그리고 전력계통에서 독립된 AC 계통에 전력을 공급하기 위한 CVCF(Constant Voltage Constant Frequency)의 4가지 제어 동작을 수행할 수 있다.The DGPR developed by the KEPCO Power Research Institute mentioned above can flex power between AC systems or between AC/DC systems through AC/DC and DC/AC power conversion, and maintains the DC-Link voltage at a constant level for control purposes. DCCV (DC Constant Voltage) control, DCCP (DC Constant Power) control, which constantly controls the power flowing through the DC-Link, ACCP (AC Constant Power) control, which constantly controls the power flowing through the AC system, and It can perform four control operations of CVCF (Constant Voltage Constant Frequency) to supply power to an AC system independent of the power system.

또한 상기 DGPR은 2개 배전선로(또는 마이크로그리드) 사이에 전력을 전달하는 단독모드와 3개 이상의 배전선로 사이에 전력을 융통하는 다중모드, 병렬모드, 및 독립모드 등으로 구성된다.In addition, the DGPR consists of a stand-alone mode that transfers power between two distribution lines (or microgrids), and a multi-mode, parallel mode, and independent mode that transfers power between three or more distribution lines.

또한 상기 DGPR은, 다중 배전계통 또는 다중 마이크로그리드 사이의 전력융통을 위한 백투백(BTB) 전력변환 장치로 구성되며, 22.9kV 배전전압을 DGPR로 연결하기 위한 500kW급 수배전반과 저압용 차단기(ACB)로 구성된다.In addition, the DGPR is composed of a back-to-back (BTB) power conversion device for power integration between multiple distribution systems or multiple microgrids, and is equipped with a 500kW switchboard and low-voltage circuit breaker (ACB) to connect the 22.9kV distribution voltage to the DGPR. It is composed.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털그리드 전력중계 시스템의 구성을 보인 예시도이다.Figure 2 is an exemplary diagram showing the configuration of a digital grid power relay system according to an embodiment of the present invention.

상기 디지털그리드 전력중계 시스템의 각 DGPR은 AC 배전선로와 연계 가능한 AC 수배전반 입출력 단자(즉, AC 입출력 단자)와 DC 계통을 연계할 수 있는 DC 버스 분전반 입출력 단자(즉, DC 입출력 단자)로 구성되며, AC 입출력 단자는 AC 22.9kV 배전계통으로 연계하며, DC 입출력 단자는 DC 750V 디지털 그리드와 연계하여 양방향 전력조류 제어가 가능하도록 설계할 수 있다.Each DGPR of the digital grid power relay system is composed of an AC switchboard input/output terminal (i.e., AC input/output terminal) that can be connected to an AC distribution line and a DC bus distribution panel input/output terminal (i.e., DC input/output terminal) that can be connected to a DC system. , the AC input/output terminal is connected to the AC 22.9kV distribution system, and the DC input/output terminal can be designed to enable two-way power flow control by connecting to the DC 750V digital grid.

본 실시 예는 DGPR 제어모드를 결정함과 동시에 배전선로의 운영상황에 따라 모드선정 알고리즘을 통해 상위 운영시스템(EMS 등)의 명령으로 기기간 협조운영이 가능한 시스템을 구성할 수 있도록 한다.This embodiment determines the DGPR control mode and at the same time configures a system that enables cooperative operation between devices with commands from a higher-level operating system (EMS, etc.) through a mode selection algorithm according to the operation status of the distribution line.

여기서 상기 DGPR 제어모드는 총 4가지(DCCV, DCCP, ACCP, CVCF) 제어모드로 운영되며, 각 제어모드에 대한 설명은 아래의 표 1과 같다.Here, the DGPR control mode is operated in a total of four control modes (DCCV, DCCP, ACCP, and CVCF), and the description of each control mode is shown in Table 1 below.

제어모드control mode 전류방향Current direction 설명explanation 제1 제어모드 (DCCV)1st control mode (DCCV) AC to DCAC to DC - DC 링크의 일정 전압을 유지하는 기능
- DC 링크의 공칭전압 제어
- Master 기능 수행
- Ability to maintain a constant voltage of the DC link
- Nominal voltage control of DC link
- Performs Master function
제2 제어모드
(DCCP)
Second control mode
(DCCP)
AC to DCAC to DC - DC 링크로 전력을 일정하게 공급하는 기능
- AC 계통에서 DC 링크로 잉여전력 공급
- Slave 기능 수행
- Function to supply power consistently through DC link
- Supplies surplus power from AC system to DC link
- Perform slave function
제3 제어모드
(ACCP)
Third control mode
(ACCP)
DC to ACDC to AC - AC 계통으로 전력을 일정하게 공급하는 기능
- DC 링크에서 AC 계통으로 필요전력 공급
- Slave 기능 수행
- Ability to supply power consistently to the AC system
- Supply necessary power from DC link to AC system
- Perform slave function
제4 제어모드
(CVCF)
Fourth control mode
(CVCF)
DC to ACDC to AC - AC 계통의 일정 전압과 주파수를 유지하는 기능
- DC 링크에서 AC 계통으로 필요전력 공급
- AC 계통의 전원탈락, 독립운여시 사용하는 기능
- Function to maintain constant voltage and frequency of AC system
- Supply necessary power from DC link to AC system
- Function used when the AC system loses power or operates independently

상기 DGPR의 총 4가지 제어기능을 활용하면, 배전계통에서 발생되는 모든 전력중계 상황별 운영 및 비상 발전모드로 동작이 가능하다.By utilizing a total of four control functions of the above DGPR, it is possible to operate in all power relay situations occurring in the distribution system and operate in emergency power generation mode.

지금까지의 일반적인 전력변환장치는 계통연계형 인버터(DC→AC) 또는 부하용 컨버터(DC→AC) 등, 주로 단방향 동작을 위한 제어기능을 수행하지만, 상기 DGPR은 사용자 지령에 따라 양방향 동작을 자유롭게 수행할 수 있다.Until now, typical power conversion devices, such as grid-connected inverters (DC → AC) or load converters (DC → AC), mainly perform control functions for unidirectional operation, but the DGPR freely performs bidirectional operation according to user commands. It can be done.

상기 DGPR은 로컬제어기 내부에 구성되어 있는 제어 알고리즘에 따라 상위 운영시스템 또는 사용자 명령으로 실시간 제어를 수행하며, 제어기 입력 지령치를 변경할 수 있다.The DGPR performs real-time control using upper operating system or user commands according to the control algorithm configured inside the local controller, and can change the controller input command value.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 디지털그리드 전력중계 장치의 프로세서(110)는 배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR) 제어모드를 결정한다.Figure 3 is a flowchart for explaining a control method of a digital grid power relay device according to an embodiment of the present invention. The processor 110 of the digital grid power relay device monitors the status of distributed power sources and loads linked to the distribution system. Consider this to determine the digital grid power relay (DGPR) control mode.

도 3을 참조하면, 프로세서(110)는 배전계통 정상운전 상태를 확인하여(S101), 배전계통 정상운전 상태가 아니면(S101의 아니오), 제4 제어모드(CVCF)로 동작하되, 배전계통 정상운전 상태인 경우(S101의 예)에는 신재생원 최대발전 동작 시 발전 및 부하 데이터를 수집하고(S102), 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하여(S103), 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위가 아닌 경우(S103의 아니오), 일부 설비의 고장으로 계통에 일시적인 문제가 발생하면 즉시 고장소거를 하고, 장기고장에 대해서는 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)을 상기 제4 제어모드(CVCF)로 동작하며 비상발전 운전을 동작한다.Referring to FIG. 3, the processor 110 checks the normal operation state of the distribution system (S101) and, if the distribution system is not in normal operation state (No in S101), operates in the fourth control mode (CVCF), but operates in the fourth control mode (CVCF). In the operating state (example of S101), generation and load data are collected when the renewable source operates at maximum power generation (S102), and the voltage and frequency of the distribution system are checked to see if they are operating within the normal range (S103). If the voltage and frequency of the system are not within the normal range (No in S103), if a temporary problem occurs in the system due to a failure of some equipment, the fault should be immediately eliminated. For long-term problems, the digital grid power relay (DGPR) should be installed as mentioned above. 4 It operates in control mode (CVCF) and operates emergency power generation operation.

한편 상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있으면(S103의 예), 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하여(S104), 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하지 않을 경우(S104의 아니오), 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 인접계통의 잉여전력을 수용하기 위한 제3 제어모드(ACCP)로 동작한다.Meanwhile, if the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range (example in S103), it is checked whether the total power generation from new and renewable sources exceeds the total consumption (S104), and the total power generation from new and renewable sources does not exceed the total consumption. In the case (No in S104), the digital grid power relay (DGPR) operates in the third control mode (ACCP) to accommodate surplus power of the adjacent system.

한편 상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있고, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하고 있으면(S104의 예), 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재하는지 확인하여(S105), 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재하면(S105의 예), 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작하고(S106), 또한 신재생원 발전량이, 부하량 및 충전량을 합산한 값보다 큰지 비교하여(S107), 신재생원 발전량이, 부하량 및 충전량을 합산한 값보다 큰 경우(S107의 예), 신재생원 초과전력을 설정한다(S108).Meanwhile, if the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range and the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption (example in S104), check whether an energy storage device exists in the distribution system (S105), If an energy storage device exists in the distribution system (example in S105), the energy storage device is operated in maximum charging mode (S106), and it is also compared to see if the power generation amount from renewable sources is greater than the sum of the load and charge amount (S107). ), if the renewable source power generation is greater than the sum of the load and charge amount (example in S107), the renewable source excess power is set (S108).

또한 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재하지 않을 경우(S105의 아니오)에도 신재생원 초과전력을 설정한다(S108).In addition, even if there is no energy storage device in the distribution system (No in S105), the excess power from new and renewable sources is set (S108).

한편 상기 신재생원 초과전력을 설정한 후(S108), 초과전력과 인접계통을 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 작을 경우(S109의 아니오), 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제2 제어모드(DCCP)로 동작하고, 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 클 경우(S109의 예), 제1 제어모드(DCCV)로 동작한다.Meanwhile, after setting the excess power of the renewable source (S108), the excess power is compared with the adjacent system, and if the excess power is smaller than the adjacent system (No in S109), the digital grid power relay (DGPR) is used. It operates in the second control mode (DCCP), and when the excess power is larger than that of the adjacent system (example in S109), it operates in the first control mode (DCCV).

이에 따라 디지털그리드 전력중계 시스템의 안정적인 운영을 위하여, DC 링크에 연계되어 있는 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 상기 결정된 제어모드에 따라 제1 제어모드(DCCV)부터 동작을 실시하고, 만약 해당 계통내 요구전력이 없는 상태라면 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)는 대기상태를 유지한다.Accordingly, for stable operation of the digital grid power relay system, the digital grid power relay (DGPR) connected to the DC link is operated from the first control mode (DCCV) according to the determined control mode, and if the system If there is no required power, the digital grid power relay (DGPR) maintains a standby state.

상기와 같이 본 실시 예는 제어모드별 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 운영함으로써, 배전계통내 발생될 수 있는 다양한 상황(예 : 잉여전력, 부족전력, 부족전압, 독립운전)에 효과적으로 대응하며, 피더간 및 뱅크간 전력조류 제어가 가능함을 확인할 수 있다.As described above, this embodiment effectively responds to various situations (e.g. surplus power, insufficient power, insufficient voltage, independent operation) that may occur in the distribution system by operating the digital grid power relay (DGPR) for each control mode. , it can be confirmed that power flow control between feeders and between banks is possible.

참고로, 도 4는 상기 도 3에 있어서, 디지털그리드의 전압을 제어하기 위한 제1 제어모드(DCCV)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도로서, DC 링크 커패시터의 전압과 AC 필터 인덕터의 전류를 취득하여 전압(Outer), 전류(Inner) 피드백 제어루프를 구성할 경우, 해당 제어모드에서 DGPR은 DC 링크의 안정적인 DC 전압을 유지하기 위하여 동작하며, 제어대상은 DC링크 커패시터의 전압이 되고, 실측 결과 파형을 보면 DGPR1의 전류(노란색), DGPR2의 전류(분홍색), DGPR3의 전류(파란색)이 동작함에 따라 DC링크 전압(초록색)이 일정하게 유지됨을 확인할 수 있다.For reference, Figure 4 is an example diagram showing the actual measurement result waveform in the first control mode (DCCV) for controlling the voltage of the digital grid in Figure 3, where the voltage of the DC link capacitor and the current of the AC filter inductor are measured. When acquiring and configuring a voltage (Outer) and current (Inner) feedback control loop, in the corresponding control mode, DGPR operates to maintain a stable DC voltage of the DC link, and the control target is the voltage of the DC link capacitor, and the actual measurement Looking at the resulting waveform, you can see that the DC link voltage (green) remains constant as the current of DGPR1 (yellow), current of DGPR2 (pink), and current of DGPR3 (blue) operate.

또한 도 5는 상기 도 3에 있어서, 계통의 전력을 디지털그리드로 공급하기 위한 제2 제어모드(DCCP)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도로서, AC 필터 인덕터의 전류를 취득하여 전류 피드백 루프를 구성할 경우, 해당 제어모드에서 DGPR은 DC 링크에 공급 가능한 전력을 정전력으로 공급하기 위하여 동작하며, 제어대상은 AC 필터 인덕터의 전류가 되며, 실측 결과 파형을 보면 DGPR3(파란색)의 동작으로 DGPR1(노란색)의 전류가 감소됨을 확인할 수 있다.In addition, Figure 5 is an example diagram showing the actual measurement result waveform in the second control mode (DCCP) for supplying system power to the digital grid in Figure 3, where the current of the AC filter inductor is acquired to establish a current feedback loop. When configured, in the corresponding control mode, DGPR operates to supply the power that can be supplied to the DC link as constant power, and the control target is the current of the AC filter inductor. Looking at the actual measurement result waveform, the operation of DGPR3 (blue) causes DGPR1 It can be seen that the current (yellow) is reduced.

또한 도 6은 상기 도 3에 있어서, DC 링크의 전력을 계통으로 공급하기 위한 제3 제어모드(ACCP)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도로서, 계통에서 필요로 하는 유효, 무효전력을 지령치로 활용하여 계통 전압의 연산을 통해 전류를 산출하고 전류 피드백 제어루프를 구성할 경우, 해당 제어모드에서 DGPR은 계통에 공급 가능한 전력을 정전력으로 공급하기 위하여 동작하며, 제어대상은 AC 필터 인덕터의 전류가 되며. 실측 결과 파형을 보면 DGPR3(파란색)의 동작으로 DGPR1(노란색)의 전류가 증가됨을 확인할 수 있다.In addition, Figure 6 is an exemplary diagram showing the actual measurement result waveform in the third control mode (ACCP) for supplying DC link power to the system in Figure 3, where the active and reactive power required by the system are set as command values. When calculating the current through calculation of the grid voltage and configuring a current feedback control loop, in the corresponding control mode, DGPR operates to supply the power that can be supplied to the grid as constant power, and the control target is the current of the AC filter inductor. It becomes. Looking at the actual measurement result waveform, it can be seen that the current of DGPR1 (yellow) increases due to the operation of DGPR3 (blue).

또한 도 7은 상기 도 3에 있어서, 계통의 전압과 주파수를 제어하기 위한 제4 제어모드(CVCF)에서의 실측 결과 파형을 보인 예시도로서, 독립계통을 구성하기 위한 전압 피드백 제어루프를 구성할 경우, 해당 제어모드에서 계통 전압과 주파수를 유지하기 위한 지령치를 설정하며, 이때 제어대상은 AC 필터 커패시터의 전압이 되고, 실측 결과 파형을 보면 DGPR의 독립운전으로 3상 전압 파형이 출력됨을 확인할 수 있다.In addition, Figure 7 is an exemplary diagram showing the actual measurement result waveform in the fourth control mode (CVCF) for controlling the voltage and frequency of the system in Figure 3, which is used to configure a voltage feedback control loop for forming an independent system. In this case, the command value to maintain the grid voltage and frequency is set in the corresponding control mode. At this time, the control target is the voltage of the AC filter capacitor. Looking at the actual measurement result waveform, it can be confirmed that a three-phase voltage waveform is output through independent operation of the DGPR. there is.

상기와 같이 본 실시 예는 양방향 제어가 가능한 전력변환장치를 활용한 전력중계장치 개발로 계통요구에 따라 실시간으로 전력을 주고받을 수 있으며, 잉여전력 활용 및 피크전력 분담으로 분산전원 수용력 개선에 활용 가능한 효과가 있다. As described above, this embodiment develops a power relay device using a power conversion device capable of two-way control, allowing power to be exchanged in real time according to system requirements, and can be used to improve distributed power capacity by utilizing surplus power and sharing peak power. It works.

또한 본 실시 예는 능동형 SOP에 활용하여 실시간 전력조류제어 및 전압관리로 배전계통 유연성 및 신뢰성을 확보할 수 있으며, 계통 보호협조에 참여하여 고장절체, 바이패스 등 건전구간 확보에 적용 가능한 효과가 있다.In addition, this embodiment can be used in active SOP to secure distribution system flexibility and reliability through real-time power flow control and voltage management, and can be applied to secure healthy sections such as fault transfer and bypass by participating in system protection cooperation. .

또한 본 실시 예는 전압 민감도 분석을 통해 도출된 접속점 연계를 통해 말단부하 전압보상이 가능하고, 비상시 전력공급을 통해 계통 안정화에 기여할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, this embodiment has the effect of enabling terminal load voltage compensation through connection point connection derived through voltage sensitivity analysis and contributing to system stabilization through power supply in an emergency.

또한 본 실시 예는 인접계통의 전력을 소스로 활용하기 때문에 ESS 개발비용의 많은 부분을 차지하는 배터리를 대체할 수 있으므로 개발비를 대폭 감소할 수 있도록 하는 효과가 있다.In addition, because this embodiment utilizes power from adjacent systems as a source, it can replace batteries, which account for a large portion of ESS development costs, and has the effect of significantly reducing development costs.

또한 본 실시 예는 디지털그리드 전력중계 장치의 유연한 확장성으로 인하여 배전선로 공급가능 용량에 의존하지 않고 다수의 선로에 연계 가능하며, AC/DC 배전 연계에도 활용 가능한 효과가 있다.In addition, this embodiment can be connected to multiple lines without depending on the supply capacity of the distribution line due to the flexible expandability of the digital grid power relay device, and can also be used for AC/DC distribution connection.

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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 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.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will recognize that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will understand. Therefore, the scope of technical protection of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below. Implementations described herein may also be implemented as, for example, a method or process, device, software program, data stream, or signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, only as a method), implementations of the features discussed may also be implemented in other forms (eg, devices or programs). The device may be implemented with appropriate hardware, software, firmware, etc. The method may be implemented in a device such as a processor, which generally refers to a processing device including a computer, microprocessor, integrated circuit, or programmable logic device. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants (“PDAs”) and other devices that facilitate communication of information between end-users.

110 : 프로세서110: processor

Claims (12)

배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 결정하는 프로세서;를 포함하고,
상기 프로세서는,
배전계통의 정상운전 상태를 확인하고, 배전계통의 전압과 주파수가 정상 범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하며, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하고, 또한 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하였을 때, 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재할 경우, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키며, 부하량과 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여, 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치.
It includes a processor that determines the control mode of the digital grid power relay (DGPR) considering the status of distributed power and load connected to the distribution system,
The processor,
Check the normal operation status of the distribution system, check whether the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range, check whether the total power generation from new and renewable sources exceeds the total consumption, and check whether the total power generation from new and renewable sources exceeds the total consumption. When the consumption amount is exceeded, if an energy storage device exists in the distribution system, the energy storage device is operated in maximum charging mode, and the excess power of the renewable source is set by comparing the sum of the load and charge amount with the renewable source power generation. And, a digital grid power relay device characterized in that one of the first to fourth control modes is determined as the control mode of the digital grid power relay device (DGPR) by comparing the excess power with the adjacent system.
제 1항에 있어서, 상기 프로세서는,
배전계통의 정상운전 상태를 확인하고,
신재생원 최대발전 동작 시 발전 및 부하 데이터를 수집하고,
배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하여,
배전계통의 전압과 주파수가 정상범위가 아닌 경우, 일부 설비의 고장으로 계통에 일시적인 문제가 발생하면 즉시 고장소거를 하고, 장기고장에 대해서는 디지털그리드 전력중계 장치를 제4 제어모드(CVCF)로 동작하며 비상발전 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치.
The method of claim 1, wherein the processor:
Check the normal operation status of the distribution system,
Collects generation and load data when renewable sources operate at maximum power generation,
Check whether the voltage and frequency of the distribution system are operating within normal range,
If the voltage and frequency of the distribution system are not within the normal range and a temporary problem occurs in the system due to a failure of some equipment, the fault is immediately cleared, and for long-term failure, the digital grid power relay device is operated in the fourth control mode (CVCF). A digital grid power relay device characterized in that it performs emergency power generation operation.
제 2항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있으면,
전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하여,
전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하지 않고 정상범위 내에서 동작하고 있을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 인접계통의 잉여전력을 수용하기 위한 제3 제어모드(ACCP)로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치.
The method of claim 2, wherein the processor:
If the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range,
By checking whether the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption,
When the total power generation from renewable sources does not exceed the total consumption and is operating within the normal range, the digital grid power relay (DGPR) is operated in the third control mode (ACCP) to accommodate surplus power from adjacent systems. A digital grid power relay device, characterized in that.
제 3항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있고, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하고 있으면,
해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재하는지 확인하여, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키고, 부하량 및 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 발전량이 더 큰 경우 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 작을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제2 제어모드(DCCP)로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치.
The method of claim 3, wherein the processor:
If the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range and the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption,
Check whether an energy storage device exists within the distribution system, operate the energy storage device in maximum charging mode, and compare the sum of the load and charge amount with the renewable source power generation. If the renewable source power generation is greater, the renewable source power generation amount is greater. Setting the excess power, comparing the excess power with the adjacent system, and operating the digital grid power relay (DGPR) in the second control mode (DCCP) when the excess power is smaller than the adjacent system Digital grid power relay device.
제 4항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 클 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제1 제어모드(DCCV)로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치.
The method of claim 4, wherein the processor:
A digital grid power relay device that compares the excess power with an adjacent system and operates the digital grid power relay (DGPR) in the first control mode (DCCV) when the excess power is larger than the adjacent system. .
제 1항에 있어서,
상기 제1 제어모드(DCCV)는 디지털그리드의 전압을 제어하기 위한 모드이고,
상기 제2 제어모드(DCCP)는 계통의 전력을 디지털그리드로 공급하기 위한 모드이며,
상기 제3 제어모드(ACCP)는 DC 링크의 전력을 계통으로 공급하기 위한 모드이며,
상기 제4 제어모드(CVCF)는 계통의 전압과 주파수를 제어하기 위한 모드인 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치.
According to clause 1,
The first control mode (DCCV) is a mode for controlling the voltage of the digital grid,
The second control mode (DCCP) is a mode for supplying system power to the digital grid,
The third control mode (ACCP) is a mode for supplying DC link power to the system,
The fourth control mode (CVCF) is a digital grid power relay device, characterized in that it is a mode for controlling the voltage and frequency of the system.
배전계통에 연계되어 있는 분산전원과 부하의 상황을 고려하여 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 결정하는 프로세서를 포함하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 프로세서가, 배전계통의 정상운전 상태를 확인하고, 배전계통의 전압과 주파수가 정상 범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하며, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하고, 또한 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하였을 때, 해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재할 경우, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키며, 부하량과 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여, 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)의 제어모드를 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법.
In the control method of a digital grid power relay device including a processor that determines the control mode of the digital grid power relay (DGPR) considering the status of distributed power and load linked to the distribution system,
The processor checks the normal operation status of the distribution system, checks whether the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range, checks whether the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption, and also checks whether the total renewable source power generation exceeds the total consumption. When the raw power generation exceeds the total consumption, and if an energy storage device exists in the distribution system, the energy storage device is operated in maximum charging mode, and the sum of the load and charging amount is compared with the renewable source power generation. Digital grid power relay, characterized in that setting excess power, comparing the excess power with adjacent systems, and determining the control mode of the digital grid power relay (DGPR) as one of the first to fourth control modes. Control method of the device.
제 7항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여,
상기 프로세서는,
배전계통 정상운전 상태를 확인하고,
신재생원 최대발전 동작 시 발전 및 부하 데이터를 수집하고,
배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있는지 상태를 확인하여,
배전계통의 전압과 주파수가 정상범위가 아닌 경우, 일부 설비의 고장으로 계통에 일시적인 문제가 발생하면 즉시 고장소거를 하고, 장기고장에 대해서는 디지털그리드 전력중계 장치를 제4 제어모드(CVCF)로 동작하며 비상발전 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법.
According to clause 7,
To determine one of the first to fourth control modes,
The processor,
Check the normal operation status of the distribution system,
Collects generation and load data when renewable sources operate at maximum power generation,
Check whether the voltage and frequency of the distribution system are operating within normal range,
If the voltage and frequency of the distribution system are not within the normal range and a temporary problem occurs in the system due to a failure of some equipment, the fault is immediately cleared, and for long-term failure, the digital grid power relay device is operated in the fourth control mode (CVCF). A control method of a digital grid power relay device characterized by performing emergency power generation operation.
제 8항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여,
상기 프로세서는,
상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있으면,
전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하는지 확인하여,
전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하지 않고 정상범위 내에서 동작하고 있을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 인접계통의 잉여전력을 수용하기 위한 제3 제어모드(ACCP)로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법.
According to clause 8,
To determine one of the first to fourth control modes,
The processor,
If the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range,
By checking whether the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption,
When the total power generation from renewable sources does not exceed the total consumption and is operating within the normal range, the digital grid power relay (DGPR) is operated in the third control mode (ACCP) to accommodate surplus power from adjacent systems. A control method of a digital grid power relay device, characterized in that.
제 9항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여,
상기 프로세서는,
상기 배전계통의 전압과 주파수가 정상범위 내 운영되고 있고, 전체 신재생원 발전량이 전체 소비량을 초과하고 있으면,
해당 배전계통내 에너지저장장치가 존재하는지 확인하여, 에너지저장장치를 최대 충전모드로 동작시키고, 부하량 및 충전량을 합산한 값과 신재생원 발전량을 비교하여 신재생원 발전량이 더 큰 경우 신재생원 초과전력을 설정하고, 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 작을 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제2 제어모드(DCCP)로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법.
According to clause 9,
To determine one of the first to fourth control modes,
The processor,
If the voltage and frequency of the distribution system are operating within the normal range and the total power generation from renewable sources exceeds the total consumption,
Check whether an energy storage device exists within the distribution system, operate the energy storage device in maximum charging mode, and compare the sum of the load and charge amount with the renewable source power generation. If the renewable source power generation is greater, the renewable source power generation amount is greater. Setting the excess power, comparing the excess power with the adjacent system, and operating the digital grid power relay (DGPR) in the second control mode (DCCP) when the excess power is smaller than the adjacent system Control method of digital grid power relay device.
제 10항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 제어모드 중 하나의 제어모드를 결정하기 위하여,
상기 프로세서는,
상기 초과전력을 인접계통과 비교하여 초과전력이 인접계통에 비해 크기가 클 경우, 상기 디지털그리드 전력중계 장치(DGPR)를 제1 제어모드(DCCV)로 동작하는 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법.
According to clause 10,
To determine one of the first to fourth control modes,
The processor,
A digital grid power relay device that compares the excess power with an adjacent system and operates the digital grid power relay (DGPR) in the first control mode (DCCV) when the excess power is larger than the adjacent system. control method.
제 7항에 있어서,
상기 제1 제어모드(DCCV)는 디지털그리드의 전압을 제어하기 위한 모드이고,
상기 제2 제어모드(DCCP)는 계통의 전력을 디지털그리드로 공급하기 위한 모드이며,
상기 제3 제어모드(ACCP)는 DC 링크의 전력을 계통으로 공급하기 위한 모드이며,
상기 제4 제어모드(CVCF)는 계통의 전압과 주파수를 제어하기 위한 모드인 것을 특징으로 하는 디지털그리드 전력중계 장치의 제어 방법.
According to clause 7,
The first control mode (DCCV) is a mode for controlling the voltage of the digital grid,
The second control mode (DCCP) is a mode for supplying system power to the digital grid,
The third control mode (ACCP) is a mode for supplying DC link power to the system,
The fourth control mode (CVCF) is a control method of a digital grid power relay device, characterized in that it is a mode for controlling the voltage and frequency of the system.
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