WO2012030013A1 - 개폐기 설치위치 결정 방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체 - Google Patents

개폐기 설치위치 결정 방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체 Download PDF

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WO2012030013A1
WO2012030013A1 PCT/KR2010/006566 KR2010006566W WO2012030013A1 WO 2012030013 A1 WO2012030013 A1 WO 2012030013A1 KR 2010006566 W KR2010006566 W KR 2010006566W WO 2012030013 A1 WO2012030013 A1 WO 2012030013A1
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WO
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load
section
point
distribution
distribution line
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/006566
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English (en)
French (fr)
Inventor
하복남
이성우
신창훈
서인용
장문종
Original Assignee
한국전력공사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks

Definitions

  • the present invention relates to a method, a system for determining a mounting position of a switch and a recording medium including the same.
  • Distribution automation system acquires remote control or operation information for various switchgear such as process switchgear, recloser, multi-circuit breaker and multi-circuit breaker in distribution line, and manages to operate distribution system efficiently by using acquired data can do.
  • switchgear such as process switchgear, recloser, multi-circuit breaker and multi-circuit breaker in distribution line
  • the distribution automation system is used to reduce power failure time when a failure occurs or to achieve as much economical effect as possible through efficient operation of the distribution system such as minimizing the loss of the distribution system and equalizing the load of the distribution line.
  • the problem is that it is necessary to determine the installation quantity and the installation location so that the maximum effect can be achieved at the minimum cost.
  • the supply capacity is 10 MVA, and in case of emergency operation, the supply capacity is 14 MVA.
  • the automatic switchgear is installed so that the distribution line configuration can be divided into three divisions or three divisions. Recently, the system has been changed into a six-segment three-connection system to optimize distribution systems such as loss minimization and load balancing. In the case of the six-divided three-link system, 6.5 units are installed per distribution line, including five automatic switchgear sections and 1.5 automatic linkage switches for linkage (the switchgear of three linkage points is shared by two lines).
  • the automatic switchgear when the automatic switchgear is to be installed in the distribution system for distribution automation operation, it is a standard to have a structure of 6 divisions and 3 links, but it must be installed as an automatic switch at a certain position so that it can be actually divided into 6 lines. It is very difficult to decide where to install the automatic switchgear in order to be connected to three of them.
  • the present invention is to provide a switch mounting position determining method, a system and a recording medium comprising the same that can select the optimum automatic switch mounting position.
  • the present invention provides a switch mounting position determining method, system and a recording medium including the same to facilitate the establishment of the automatic switchgear installation plan by detecting the excessively installed switchgear position and insufficiently installed switchgear position when applied to a distribution system in which the distribution automation has been advanced. To provide.
  • the section load calculation unit for calculating the section load of the section divided by the switch using the capacity information of each distribution line;
  • a regular opening point selecting unit which selects a regular opening point position by moving the virtual position by one section while adding a load amount for each section at a virtual position to a start point of the distribution line;
  • An equal load calculator configured to set an equal load point by iteratively calculating the sum of the interval loads of each section divided by the selected normally opened points until the added value becomes the minimum;
  • it can provide a switch installation position determination system including an automatic switch installation position selection unit for setting any one of the regular opening point selected by the normally open point selection unit to the point where the automatic switch is to be installed.
  • the section load calculator may calculate the section load by subtracting a current value drawn from a draw current value drawn into the section of each distribution line.
  • the section load calculation unit may calculate the section load by adding transformer capacity data installed in a corresponding section of each distribution line.
  • the normally open point selecting unit may select a connection point at which the two distribution lines at which load equalization intersects while moving the virtual point of the two distribution lines as the always open point.
  • the equal load calculation unit may calculate the load equalization point by moving the normally open point toward the less load level between the distribution line having a low load and the distribution line having a high load.
  • the automatic switchgear installation position selector may select the position of the automatic switchgear so that the automatic switchgear is installed at a point that can cover only two sections even when an accident occurs in the distribution line.
  • the automatic switch installation position selection unit may select the position of the normally open point so that the normally open point is located in accordance with the load distribution criteria.
  • the connection point at which the distribution line intersects is divided into six sections, the second section, the third section, and the sixth section.
  • a first load distribution criterion to be located in the interval A second load distribution criterion for placing the linkage point in the third, fourth, and sixth sections; And a third load distribution criterion for positioning the linkage point in the third, fifth, and sixth sections.
  • the automatic switch opening position setting unit may select the normally open points to be positioned at a point within a voltage drop range of ⁇ 10% of the plurality of normally open points. Can be.
  • the automatic switchgear installation position selector is always on the distribution line having the largest spare capacity among the distribution lines having a loop current less than the minimum operating current when the normally open point is input.
  • the open point can be selected to be located.
  • the automatic switchgear installation position selection unit selects any one of the linkage points and moves any one of the normally open points adjacent to the linkage point.
  • the section load information may be reset to the load calculator to calculate the load leveling of the remaining sections.
  • the automatic switchgear installation position selection unit calculates the deviation of the section load for each load distribution criterion and calculates the calculated load.
  • the regular open point may be selected by selecting a load distribution criterion having a low deviation.
  • the apparatus may further include a disconnection generating unit configured to receive the distribution line information and generate a disconnection diagram.
  • the display apparatus may further include a display unit displaying the disconnection diagram.
  • the display unit includes at least one information of the distribution line information, the connection point information intersecting the distribution line, manual switch position information, automatic switch position information, section load information, transformer position information, transformer capacity information in the disconnection diagram. May be indicated.
  • the switch may be a manual switch or an automatic switch.
  • the switch positioning method may further include calculating a load equalization in which the load amount of each section is equalized, and selecting an additional automatic switch installation position.
  • the load equalized position may be calculated by calculating an average of the section loads of the plurality of distribution lines, and the load equalized position may be selected as an open point at all times.
  • the method may further include calculating the load equalization by repeatedly calculating until the added value is minimized by providing the interval load amount.
  • step (c) the automatic switchgear is selected at the normally open point selected at a position corresponding to the load distribution criterion, wherein the load distribution criterion is connected to each of the distribution lines when the distribution line is divided into six divisions.
  • a first load distribution criterion so that an interconnection point at which the distribution line crosses among six sections is located in a second section, a third section, and a sixth section;
  • a second load distribution criterion for placing the linkage point in the third, fourth, and sixth sections;
  • a third load distribution criterion for positioning the linkage point in the third section, the fifth section, and the sixth section.
  • connection points at which the distribution lines cross each other deviate from the first load distribution criterion to the third load distribution criterion, select any one of the connection points to move any one of the normally open points adjacent to the connection points, and then rest.
  • the load leveling of the interval can be calculated.
  • a program of instructions that can be executed by a digital processing device to perform a switch positioning method, wherein a program is recorded that can be read by the digital processing device.
  • a medium can be provided.
  • the embodiment of the present invention it is possible to detect the excessively installed switchgear position and the insufficiently installed switchgear position when applied to the power distribution system in which the distribution automation has advanced considerably, thereby facilitating the establishment of the automatic switchgear installation plan.
  • FIG. 1 is a system schematically showing a switch mounting position determining system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a method for determining a switch mounting position according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a disconnected diagram showing a section divided by a switch in a distribution line.
  • 4 to 9 are disconnected diagrams for explaining a method for selecting a regular opening point in a switch mounting position determining method according to an embodiment of the present invention.
  • 10A and 10B are disconnection diagrams showing the relationship between the section load and the connecting line in order to select the normally open point selection position
  • 11 to 13 are disconnected diagrams showing clauses and numbers in which an interconnection line should be located, showing disconnection criteria for setting a linkage point.
  • 14 and 15 are cross-sectional views illustrating a method of selecting a connection point based on load distribution criteria.
  • 16 to 19 are diagrams illustrating an example in which two cases, Case 1 and Case 2, are performed at a connection point selection position satisfying a reference condition.
  • 20 is an exemplary view showing a result obtained by executing a program for performing a switch mounting position determining method according to an embodiment of the present invention.
  • one component when one component is referred to as “connected” or “connected” with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
  • FIG. 1 is a system schematically showing a switch mounting position determining system according to an embodiment of the present invention.
  • the switch mounting position determining system according to an embodiment of the present invention will be described with an example of determining the switch mounting position in the case of a six-division three-link system.
  • the present invention may be applied to a three-division double-connection or a four-division triple connection system in addition to the six-division three-link system.
  • the section load calculation unit 100 the disconnection diagram generation unit 200, the constant opening point selection unit 300, the equal load calculation unit 400, the automatic switchgear installation position selection unit 500 and the display unit 600 may be included.
  • the section load calculation unit 100 calculates the load for each section set using the capacity information of each distribution line.
  • the section load calculation unit 100 receives the current value information flowing through the manual switch or the automatic switch installed in each distribution line and calculates the section load by subtracting the withdrawal current value drawn out from the drawing current value drawn into each section of the distribution line. can do.
  • the section load calculator 100 may calculate the section load by adding the transformer capacity data installed in the section.
  • the disconnection diagram generator 200 generates the disconnection diagram by receiving information on the distribution line and provides the generated disconnection diagram to the display unit 600.
  • the disconnection diagram generation unit 200 may provide the display unit 600 with distribution line information, linkage point information, manual switch position information, automatic switch position information, section load amount information, transformer position information, transformer capacity information, and the like.
  • the normally open point selector 300 calculates load equalization using the section load information calculated for each section of the distribution line.
  • the normally open point selecting unit 300 changes the position of the virtual point by one section while adding the section load for each section of each distribution line from the virtual position to the start point of each distribution line.
  • the normally open point selecting unit 300 selects the connection point at which the two distribution lines intersect as the position of the normally open point while moving the virtual point of each distribution line using the two distribution lines. At this time, the normally open point may be selected as a position where the switch is installed.
  • the equal load calculator 400 may calculate the equal load amount. That is, as described above, when the regular open point position is determined, the section load of each distribution line is determined, and it is calculated by calculating the equal load by repeating the calculation until the value obtained by squaring the determined section load is minimum. Set the point at which the load is calculated as the even load point.
  • the equal load calculation unit 400 may calculate the load equality point by moving the open point at a smaller load level between the distribution line having a small amount of load and the distribution line having a large amount of load.
  • the automatic switch opening position selecting unit 500 selects any one point among the normally open points calculated by the regular opening point selecting unit 300 as the automatic switch opening position.
  • the automatic switchgear installation position selector 500 selects a position that can only afford two sections in the automatic switchgear even if any accident occurs in the distribution line.
  • the automatic switchgear installation position selector 500 may select the automatic switchgear installation position according to the first to third load distribution criteria.
  • the first load distribution criterion is a case where the normally open point is located in the second section, the third section, and the sixth section.
  • the second load distribution criterion is a case where the normally open point is located in the third section, the fourth section, and the sixth section.
  • the third load distribution criterion is a case where the normally open point is located in the third section, the fifth section, and the sixth section.
  • one linkage line is in charge of only two sections, thereby enabling proper power failure recovery.
  • the automatic switchgear installation position selector 500 may select the linkage point between the distribution line and the distribution line when the link line is located in each section and select the automatic switchgear installation position.
  • the automatic switchgear installation position selection unit 500 When the automatic switchgear installation position selection unit 500 has one or more normally open points in a section, when the automatic switchgear installation position should be set among a plurality of normally open points, a voltage drop point of ⁇ 10% is set. .
  • the automatic switch opening position selection unit 500 may be located at a line having a large capacity of the distribution line among loop cases of less than the minimum operating current when the open point is normally opened.
  • the section load calculation unit 100 may transmit section load information to reset the section load to calculate.
  • the automatic switchgear installation position selector 500 is equal to the interval load equalization when the position of the linkage point satisfies two or more of the first to third load distribution criteria. Select one of them.
  • the determination of whether the section load is appropriate is selected by using the load amount of each section, the number of sections, the average section load amount is less deviation.
  • the display unit 600 may display the disconnection diagram input by the disconnection diagram generation unit 200.
  • the display unit 600 may display distribution line information, linkage point information, manual switch position information, automatic switch position information, section load information, transformer position information, transformer capacity information, and the like.
  • the display unit 600 may further include an input unit to allow the user to arbitrarily adjust the position of the switch, and may be implemented using a touch panel.
  • FIG. 2 is a flowchart sequentially illustrating a method for determining an optimum installation position of an automated switch according to an embodiment of the present invention.
  • a six-division three-link method is described as an example.
  • the present invention can be applied to a three-division double connection or a four-division triple connection method, and can be applied to an n-division m-based method (where n and m are natural numbers).
  • the step of calculating the load amount of each section divided into the switch in the distribution line (S10), the location of the normally open point connecting the plurality of distribution lines to minimize the load of the section that becomes a power failure when a failure occurs Selecting step (S20), the step of selecting the installation position of the automatic switchgear of the normally open point (S30) and providing the final installation position information to the user (S40).
  • the section load is calculated using the input / output current for each section.
  • the section refers to a region divided into a switch (for example, a breaker, a recloser, a manual switch or an automatic switch) as shown in FIG.
  • the load of each section can be calculated using the input current and output current for each section divided into two switches.
  • the load current may be calculated by subtracting the withdrawal current drawn out from the draw current drawn in each section.
  • section load current may be calculated by summing the transformer capacity data installed in the section when there is no current data acquired from the distribution line.
  • step (S20) of selecting a position of the manual switchgear of the normally open point connecting the plurality of distribution lines to minimize the load of the section that is the power failure when a failure occurs (S20) of the two lines sum the interval load between the two distribution lines connected to each other Select the position of the normally open manual switchgear at the position where the total load is divided evenly in half.
  • the load leveling is performed when both distribution lines supply the same load divided by two after adding the section loads of the two distribution lines.
  • the regular open point is determined at the position where the load leveling of the two distribution lines is made.
  • the normally open point determined as described above becomes the installation position of the manual switchgear, and it is determined that which one of the manual switchgear installed at the regular open point is replaced with the automatic switch. Can be the determining factor of
  • Equation 1 The probability of an accident on a distribution line is the same. Therefore, the probability that the point becomes the accident point and the power outage can be expressed as x / a, (a-x) / a. In this case, since the electrostatic load is proportional to the length of the line, Equation 1 is applied thereto.
  • Equation 2 A partial differential of Equation 1 with respect to x is given by Equation 2.
  • the point at which the electrostatic load is minimum is a / 2 point. Therefore, it can be determined that the intermediate position of the line is the optimal normally open position to minimize the electrostatic load.
  • FIGS. 4 to 9 are views for explaining a method for selecting a regular opening point in the switch mounting position determining method according to an embodiment of the present invention.
  • the distribution lines are connected to each other, and loads for each load section will be described by way of example from 1 to 6.
  • a virtual point is displayed at a start point of each distribution line, and the position is moved forward one section by adding section loads for each section of each distribution line.
  • an intersection S1 that intersects between the first distribution line and the third distribution line is set as a normally open manual switch position.
  • the interval load of each distribution line is determined, and when the value obtained by squaring the interval load is minimized, it can be seen that the load equalization is optimized.
  • load equalization of the distribution line is calculated as shown in FIG. 7.
  • load equalization is performed by moving the open point position toward the lesser load side between the distribution line with a smaller total load and the greater number of distribution lines.
  • Figures 6 to 9 by repeatedly calculating until the square value of the load does not decrease to determine the position of the first cross point (S1) to the fifth cross point (S5) and set to the normally open point position do.
  • a distribution line may be divided into six sections.
  • the section load for each section will be described with an example of 1.6MVA and the total load of the distribution line is 9.6MVA.
  • the operating capacity is 10 MVA normally and the distribution line operating capacity is designed to supply an additional 14 MVA in case of an emergency in which a failure occurs
  • the normally open point positions that make up the three linkages are the second, third and sixth sections in FIG. 10A. In connection with other tracks.
  • the load in the three sections after the failure section should be transferred to another line.
  • the second connecting line supplies 10 MVA, which is normally available, the spare capacity up to 14 MVA, which is an emergency supply capacity, is 4 MVA, so it cannot supply all of the 4.8 MVA, which is the sum of the loads of the three sections, and one section becomes a power failure. Can be. Therefore, if the charge transfer of the three sections through one connection point becomes an overload, the automatic switchgear installation point is selected to be responsible for the load transfer of up to two sections.
  • FIG. 11 to FIG. 13 are single line diagrams showing provisions and numbers in which an interconnection line is to be located, and illustrate a load distribution criterion for setting the connection point.
  • the normally open point is located in the second section, the fourth section, the sixth section, the third section, the fourth section, the sixth section, or the third section, the fifth section, and the sixth section. If it is located in the second section, even if an accident occurs in any section of the distribution line, one linkage line is responsible for only two sections, so proper power failure recovery is possible. At this time, the position of the automatic switch is installed at the usual open point.
  • the priority point is set to cover only two of them.
  • connection point is more important for the power failure recovery than the location of the division point. Therefore, even if the load equalization for each section is not established, the connection line should be positioned to satisfy the basic principle. do. Therefore, the position of the switch can be moved in the six-division three-link system.
  • the link line is positioned in the second, fourth, and sixth sections that can be easily changed.
  • the switch is moved to the power source so that the link point is located in the second section.
  • the first setting condition is satisfied.
  • the load equalization for each section is not considered, so that the remaining positions are set to be the automatic switchgear installation positions while moving the positions of the remaining open points so that the remaining sections are equalized except for the first section.
  • FIG. 15 is a cutaway diagram illustrating a case in which a link point is located in a first section, a fifth section, and a sixth section.
  • the section is divided so as to have the connection point in the second section, the fourth section, and the sixth section. Change the position of the point. As described above, the first link point is moved and positioned in the second section, and the fourth link point is moved to position the second link line in the fourth section. After that, the position of the automatic switchgear is selected according to the equalization of the load between the first linkage point and the fourth linkage point, and the positions of the fifth linkage point are determined by equalizing the loads between the fourth linkage point and the sixth linkage point. Set the actuator to the installation position.
  • connection point There are three criteria for determining the location of the connection point, but there are several criteria that satisfy the three conditions.
  • a plurality of link points are derived, it is necessary to determine whether the section load equalization is properly performed, and thus it is possible to determine whether the section load is equalized using Equation 3.
  • n The number of sections, ⁇ is the deviation, x i is the load of each section, Is the average load for the interval.
  • a deviation may be obtained and compared to select a location having a small deviation.
  • 16 to 19 are diagrams showing an example of carrying out two cases 1 and 2 as the connection point installation position that satisfies the reference conditions.
  • Equation 1 to Equation 3 are used to calculate 0.45 in Case 1, and Case 2 has a deviation of 0.16. Is calculated. Accordingly, case 2 is selected.
  • operation S40 of providing the switch installation position information to the user information on the selected switch installation position may be displayed on the display screen.
  • the installation location information may be displayed using information such as the manual switchgear, the location of the automatic switchgear, the load of each section using a disconnection diagram.
  • the switch is over-installed on the disconnection diagram, the short installation section of the switch, the switch input and open state information, the switch information of the point where the installation position of the automatic switch and manual switch can be displayed.
  • the switch positioning method according to the embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means can be recorded on a computer readable recording medium.
  • Computer-readable media may include, alone or in combination with the program instructions, data files, data structures, and the like.
  • the program instructions recorded on the computer readable medium may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media and ROM, RAM, flash memory and the like.
  • the above-described medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal specifying a program command, a data structure, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a screen on which a program for executing a switch mounting position determining method according to an embodiment of the present invention is executed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

본 발명은 개폐기 설치 위치 결정 방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 각 배전선로의 용량 정보를 이용하여 개폐기로 구분되는 구간의 구간부하량을 계산하는 구간 부하량 계산부, 배전선로의 시작점에 가상의 위치에서 각 구간별 부하량을 더해가면서 한 구간씩 가상의 위치를 이동시켜 상시개방점 위치를 선정하는 상시개방점 선정부, 선정된 상시개방점으로 구분된 각 구간의 구간부하량을 제곱하여 가산한 값이 최소가 될 때까지 반복 계산하여 균등부하점을 설정하는 균등부하 계산부 및 상시개방점 선정부에서 선정된 상시개방점 중 어느 하나를 자동개폐기가 설치될 지점으로 설정하는 자동개폐기 설치 위치 선정부를 포함하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템, 방법 및 이를 포함하는 기록매체를 제공할 수 있다.

Description

개폐기 설치위치 결정 방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체
본 발명은 개폐기 설치위치 결정 방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체에 관한 것이다.
배전자동화 시스템은 배전선로에 산재한 가공개폐기, 리클로져, 다회로개폐기, 다회로차단기 등의 다양한 개폐장치에 대한 원격제어 또는 운전정보를 취득하고, 취득한 데이터를 이용하여 배전계통을 효율적으로 운전하도록 관리할 수 있다.
배전자동화 시스템은 고장이 발생하였을 때 정전시간을 줄이거나, 배전계통의 손실최소화 및 배전선로 부하균등화 등 배전계통의 효율적인 운전을 통해서 가능한 한 많은 경제적인 효과를 위해 얻기 위해 사용되기 때문에 자동화개폐기의 설치 문제도 최소의 비용으로 최대의 효과를 낼 수 있도록 설치 수량과 설치 위치를 정하는 것이 필요하다.
국내의 22.9kV 배전선로의 정상 운전시 공급용량은 10 MVA, 고장과 같은 비상 운전시 공급용량은 14 MVA이다. 이러한 운전조건을 만족하도록 하기 위해서 배전선로의 구성방식을 3분할 3연계 방식 또는 6분할 3연계가 되도록 자동화개폐기를 설치하고 있다. 최근에 손실최소화, 부하균등화 같은 배전계통의 최적화를 위하여 6분할 3연계 방식으로 변경되었다. 6분할 3연계 방식의 경우 구간용 자동개폐기 5대, 연계용 자동개폐기 1.5대(3개의 연계점에 있는 개폐기를 두 선로에서 공용하므로 한 선로당 1.5대로 계산) 등 배전선로당 6.5대가 설치된다.
그러나 이러한 설치기준에도 불구하고 복잡하게 얽혀 있는 배전계통에 이 기준을 적용하여 자동화개폐기의 설치위치를 결정하려고 하면 어느 위치가 적정한지 설정의 어려움이 있으며, 실제 적용시 자동개폐기 설치수량이 기준을 초과하는 경우가 발생하여 비용이 낭비되는 문제가 있다.
또한, 배전자동화 운전을 위해서 배전계통 안에 자동화개폐기를 설치하고자 할 때 6분할 3연계의 구조가 되도록 하는 것이 기준이지만 실제로 6분할이 되도록 하기 위해 어느 위치에 자동개폐기로 설치해야 하며, 여러 개의 연계 선로 중에서 3연계가 되도록 만들기 위해 어떤 위치에 자동개폐기를 설치해야 할지를 결정하는 것은 매우 어려운 실정이다.
본 발명은 최적의 자동개폐기 설치 위치를 선정할 수 있는 개폐기 설치위치 결정 방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체를 제공하는 데 있다.
본 발명은 배전자동화가 상당 수준 진행된 배전시스템에 적용시 과다 설치된 개폐기 위치와 부족 설치된 개폐기 위치를 검출하여 자동개폐기 설치 계획의 수립을 용이하게 하는 개폐기 설치위치 결정 방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 각 배전선로의 용량 정보를 이용하여 개폐기로 구분되는 구간의 구간부하량을 계산하는 구간 부하량 계산부; 상기 배전선로의 시작점에 가상의 위치에서 상기 각 구간별 부하량을 더해가면서 한 구간씩 상기 가상의 위치를 이동시켜 상시개방점 위치를 선정하는 상시개방점 선정부; 상기 선정된 상시개방점으로 구분된 각 구간의 구간부하량을 제곱하여 가산한 값이 최소가 될 때까지 반복 계산하여 균등부하점을 설정하는 균등부하 계산부; 및 상기 상시개방점 선정부에서 선정된 상시개방점 중 어느 하나를 자동개폐기가 설치될 지점으로 설정하는 자동개폐기 설치 위치 선정부를 포함하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템를 제공할 수 있다.
상기 구간 부하량 계산부는 상기 각 배전선로의 구간에 인입되는 인입전류값에서 인출되는 전류값을 뺀 값으로 상기 구간부하량을 계산할 수 있다.
상기 구간 부하량 계산부는 상기 각 배전선로의 해당 구간내에 설치된 변압기 용량 데이터를 합하여 상기 구간부하량을 계산할 수 있다.
상기 상시개방점 선정부는 두 배전선로의 가상의 점을 이동시키면서 부하균등화가 이루어지는 두 배전선로가 교차하는 연계점을 상시개방점으로 선정할 수 있다.
상기 균등부하 계산부는 부하량이 적은 배전선로와 부하량이 많은 배전선로 사이에서 부하량이 적은 쪽으로 상기 상시개방점을 이동시켜 상기 부하균등점을 계산할 수 있다.
상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는 상기 배전선로에 사고가 발생하여도 두개 구간만 담당할 수 있는 지점에 자동개폐기가 설치되도록 자동개폐기의 위치를 선정할 수 있다.
상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는 상기 상시개방점이 부하 분배 기준에 상응하여 위치하도록 상기 상시개방점의 위치를 선정할 수 있다.
상기 부하 분배 기준은 상기 배전선로가 6분할 3연계 방식의 경우, 각 배전선로들이 연계되어 6개의 구간으로 나뉘어진 구간들 중 상기 배전선로가 교차하는 연계점이 2번째 구간, 3번째 구간, 6번째 구간에 위치하도록 하는 제1 부하 분배 기준; 상기 3번째 구간, 4번째 구간 및 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제2 부하 분배 기준; 및 상기 3번째 구간, 5번째 구간, 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제3 부하 분배 기준을 포함할 수 있다.
상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는 상기 배전선로의 한 구간에 복수의 상기 상시개방점이 설정되면, 상기 복수의 상시개방점들 중 ±10%의 전압 강하 범위 이내의 지점에 상기 상시개방점이 위치되도록 선정할 수 있다.
상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는 상기 배전선로의 한 구간에 복수의 상기 상시개방점이 설정되면, 상기 상시개방점 투입 시 루프전류가 최소 동작 전류 미만인 배전선로들 중 여유 용량이 가장 큰 배전선로에 상기 상시개방점이 위치하도록 선정할 수 있다.
상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는 상기 연계점이 상기 제1 부하 분배 기준 내지 제3 부하 분배 기준을 벗어날 경우, 상기 연계점 중 어느 하나를 선택하여 상기 연계점과 인접한 상시개방점 중 어느 하나를 이동시킨 후 나머지 구간의 부하평준화를 계산하도록 상기 부하량 계산부에 구간부하 정보를 재설정하도록 할 수 있다.
상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는 상기 연계점이 상기 제1 부하 분배 기준 내지 제3 부하 분배 기준들 중 2개 이상을 만족하는 위치에 있을 경우, 각 부하 분배 기준별로 구간부하량의 편차를 계산하여 상기 계산된 편차가 적은 부하 분배 기준을 선정하여 상기 상시개방점을 선정할 수 있다.
상기 배전선로 정보를 수신하여 단선도를 생성하는 단선도 생성부를 더 포함할 수 있다.
상기 단선도를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 표시부는 상기 배전선로 정보, 상기 배전선로가 교차하는 연계점 정보, 수동개폐기 위치 정보, 자동개폐기 위치 정보, 구간부하량 정보, 변압기 위치 정보, 변압기 용량 정보 중 적어도 하나의 정보가 상기 단선도에 포함되도록 표시할 수 있다.
상기 개폐기는 수동개폐기 또는 자동개폐기일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 배전선로 내에서 개폐기로 구분되는 각 구간의 구간부하량을 산정하는 단계; (b) 고장 발생시 정전이 되는 구간의 부하를 최소화하도록 복수개의 배전선로를 연결하는 상시개방점의 위치를 선정하는 단계; (c) 상기 상시개방점 중 자동개폐기의 설치 위치를 선정하는 단계; 및 (d) 사용자에게 상기 자동개폐기의 설치 위치 정보를 제공하는 단계를 포함하는 개폐기 위치 결정 방법을 제공할 수 있다.
상기 개폐기 위치 결정 방법은 상기 각 구간의 부하량이 균등화되는 부하균등화를 계산하고, 추가되는 자동개폐기 설치 위치를 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(b)는 상기 복수의 배전선로의 구간부하량의 평균을 계산하여 부하균등화된 위치를 계산하고, 상기 부하균등화된 위치를 상시개방점으로 선정할 수 있다.
상기 구간부하량을 제공하여 가산한 값이 최소가 될때까지 반복계산하여 상기 부하균등화를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(c)는 부하 분배 기준에 상응하는 위치에 선정된 상기 상시개방점에 자동개폐기를 선정하되, 상기 부하 분배 기준은 상기 배전선로가 6분할 3연계 방식의 경우, 각 배전선로들이 연계되어 6개의 구간으로 나뉘어진 구간들 중 상기 배전선로가 교차하는 연계점이 2번째 구간, 3번째 구간, 6번째 구간에 위치하도록 하는 제1 부하 분배 기준; 상기 3번째 구간, 4번째 구간 및 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제2 부하 분배 기준; 및 상기 3번째 구간, 5번재 구간, 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제3 부하 분배 기준을 포함할 수 있다.
상기 배전선로들이 서로 교차하는 연계점이 상기 제1 부하 분배 기준 내지 제3 부하 분배 기준을 벗어날 경우, 상기 연계점 중 어느 하나를 선택하여 상기 연계점과 인접한 상시개방점 중 어느 하나를 이동시킨 후 나머지 구간의 부하평준화를 계산할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 개폐기 위치 결정 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 잇는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 부하균등화가 이루어진 위치에 자동개폐기 설치 위치를 선정하여 개폐기 설치 비용을 절감할 수 있다.
본 발명이 실시에에 의하면, 배전자동화가 상당 수준 진행된 배전시스템에 적용시 과다 설치된 개폐기 위치와 부족 설치된 개폐기 위치를 검출할 수 있어 자동개폐기 설치 계획의 수립을 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐기 설치 위치 결정 시스템을 개략적으로 도시한 시스템.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐기 설치위치 결정방법을 순차적으로 도시한 흐름도.
도 3은 배전선로 내의 개폐기에 의해 구분된 구간을 도시한 단선도.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐기 설치위치 결정 방법에서 상시개방점 선정 방법을 설명하기 위한 단선도들.
도 10a 및 도 10b는 상시개방점 선정 위치를 선정하기 위하여 구간부하와 연계선로와의 관계를 도시한 단선도들.
도 11내지 도 13은 연계선로가 위치해야 하는 조항과 번호를 도시한 단선도로서, 연계점을 설정하는 부하 분배 기준을 도시한 단선도들.
도 14 및 도 15는 부하 분배 기준에 의해 연계점을 선정하는 방법을 도시한 단면도들.
도 16 내지 도 19는 기준 조건을 만족하는 연계점 선정 위치로 케이스1과 케이스 2의 두 가지를 실시한 예를 도시한 도면들.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐기 설치 위치 결정 방법을 수행하는 프로그램을 실행하여 얻은 결과를 도시한 예시도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 자동화 개폐기 설치위치 결정방법, 시스템 및 이를 포함하는 기록매체에 관하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐기 설치 위치 결정 시스템을 개략적으로 도시한 시스템이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐기 설치 위치 결정 시스템은 6분할 3연계 방식의 경우에 개폐기 설치 위치를 결정하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 실시 예에서는 6분할 3연계 방식 이외에 3분할 2연계 또는 4분할 3연계 방식에 적용이 가능하다.
도 1을 참조하면, 구간 부하량 계산부(100), 단선도 생성부(200), 상시 개방점 선정부(300), 균등부하 계산부(400), 자동개폐기 설치 위치 선정부(500) 및 표시부(600)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 구간 부하량 계산부(100)는 각 배전선로의 용량 정보를 이용하여 설정된 구간별 부하량을 계산한다. 구간 부하량 계산부(100)는 각 배전선로에 설치된 수동개폐기 또는 자동개폐기에 흐르는 전류값 정보를 수신하여 각 배전선로 구간에 인입되는 인입전류값에서 인출되는 인출전류값을 뺀 값으로 구간부하를 산정할 수 있다. 또한, 구간 부하량 계산부(100)는 각 배전선로에서 취득된 전류값 정보가 없을 경우 해당 구간내에 설치된 변압기 용량 데이터를 합하여 구간 부하량을 계산할 수 있다.
단선도 생성부(200)는 배전선로의 정보를 수신하여 단선도를 생성하고 생성된 단선도를 표시부(600)에 제공한다. 단선도 생성부(200)는 배전선로 정보, 연계점 정보, 수동개폐기 위치 정보, 자동개폐기 위치 정보, 구간부하량 정보, 변압기 위치 정보, 변압기 용량정보 등을 표시부(600)에 제공할 수 있다.
상시개방점 선정부(300)는 배전선로의 각 구간별로 계산된 구간부하량 정보를 이용하여 부하균등화를 계산한다. 상시개방점 선정부(300)는 각 배전선로들의 시작점에 가상의 위치에서 각 배전선로의 각 구간별 구간부하를 더해가면서 한 구간씩 가상의 점의 위치를 변경한다.
상시개방점 선정부(300)는 두 개의 배전선로를 이용하여 각 배전선로의 가상의 점을 이동시키면서 두 배전선로가 교차하는 연계점을 상시개방점의 위치로 선정한다. 이때, 상시개방점은 개폐기가 설치되는 위치로 선정할 수 있다.
균등부하 계산부(400)는 균등부하량를 계산할 수 있다. 즉, 상기에서 설명한 바와 같이, 상시개방점 위치가 결정되면 각 배전선로의 구간부하가 결정되며 결정된 구간부하를 제곱하여 가산한 값이 최소가될 때까지 반복계산을 하여 균등부하량을 계산하고, 균등부하량이 계산된 지점을 균등부하점으로 설정한다.
균등부하 계산부(400)는 전체 부하량이 적은 배전선로와 전체 부하량이 많은 배전선로 사이에서 부하량이 적은 쪽으로 상시개방점을 이동시켜 부하균등점을 계산할 수 있다.
자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 상기 상시개방점 선정부(300)에서 계산된 상시개방점들 중 어느 하나의 지점을 자동개폐기 설치 위치로 선정한다.
이때, 자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 배전선로에 어떠한 사고가 발생하여도 자동개폐기에서 2개 구간만 당당할 수 있는 위치를 선정한다. 자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 제1 내지 제3 부하 분배 기준에 상응하여 자동개폐기 설치 위치를 선정할 수 있다.
제1 부하 분배 기준은 상시개방점이 2번째 구간, 3번째 구간, 6번째 구간에 위치하는 경우이다.
제2 부하 분배 기준은 상시개방점이 3번째 구간, 4번째 구간, 6번째 구간에 위치하는 경우이다.
제3 부하 분배 기준은 상시개방점이 3번째 구간, 5번째 구간, 6번째 구간에 위치하는 경우이다.
상기의 제1 내지 제3 부하 분배 기준에 따라 배전선로의 어떠한 구간에서 사고가 발생하여도 하나의 연계선로가 2구간만을 담당하여 적절한 정전 복구가 가능하다.
자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 각 구간에 연계선로가 위치할 경우 배전선로와 배전선로가 연결되는 연계점을 선정하여 자동개폐기 설치 위치로 선정할 수 있다.
자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 한 구간에 한 개 이상의 상시개방점이 있을 경우, 복수의 상시개방점들 중 자동개폐기 설치 위치를 설정해야 할 경우에 ±10%의 전압 강하 지점에 설정되도록 한다. 또는 자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 상시개방점 투입 시 루프전류가 최소 동작 전류 미만일 경우 중에서 배전선로의 여유 용량이 큰 선로에 위치하도록 한다.
자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 연계점 위치가 제1 내지 제3 부하 분배 기준을 만족하지 못할 경우 제1 내지 제3 부하 분배 기준을 만족하도록 개폐기 설치 위치를 이동시킨 후 나머지 구간의 부하평준화를 계산하도록 구간 부하량 계산부(100)에서 구간 부하를 재설정하도록 구간부하 정보를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자동개폐기 설치 위치 선정부(500)는 연계점의 위치가 상기 제1 내지 제3 부하 분배 기준들 중 2개 이상을 만족하는 경우에 구간부하 균등화가 적절하게 이루어졌는지 판단하여 이들 중 하나를 선정한다.
이때, 구간부하가 적절한지의 판단은 각 구간의 부하량, 구간수, 평균 구간부하량을 이용하여 편차가 적은 위치를 선정한다.
표시부(600)는 단선도 생성부(200)에서 입력된 단선도를 표시할 수 있다. 표시부(600)는 배전선로 정보, 연계점 정보, 수동개폐기 위치 정보, 자동개폐기 위치 정보, 구간 부하정보, 변압기 위치 정보, 변압기 용량정보 등을 표시할 수 있다.
표시부(600)는 사용자가 개폐기 위치 등을 임의로 조정할 수 있도록 입력부를 더 포함할 수 있으며, 터치패널을 사용하여 구현할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동화 개폐기 최적 설치위치 결정방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
이하의 설명에서는 6분할 3연계 방식을 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 3분할 2연계 또는 4분할 3연계 방식에 적용이 가능하며, n분할 m연계 방식(여기서, n, m은 자연수)에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 배전선로 내에서 개폐기로 구분되는 각 구간의 부하량을 산정하는 단계(S10), 고장 발생시 정전이 되는 구간의 부하를 최소화하는 복수개의 배전선로를 연결하는 상시개방점의 위치를 선정하는 단계(S20), 상시개방점 중 자동개폐기의 설치 위치를 선정하는 단계(S30) 및 사용자에게 최종 설치위치 정보를 제공하는 단계(S40)를 포함한다.
구체적으로, 배전선로 내에 개폐기로 구분되는 각 구간의 부하량을 산정하는 단계(S10)는 각 구간별 입/출력 전류를 이용하여 구간 부하를 계산한다. 이때, 구간은 도 3에 도시된 바와 같이 개폐기(예를 들면, 차단기, 리클로져, 수동개폐기 또는 자동개폐기)로 나뉜 영역을 말한다. 각 구간의 부하량은 두 개폐기로 나뉜 구간별로 입력된 전류와 출력된 전류를 이용하여 계산할 수 있다. 여기서, 부하 전류는 각 구간에서 인입되는 인입전류에서 인출되는 인출전류를 뺀 것으로 산정할 수 있다.
또한, 구간 부하 전류는 배전선로에서 취득된 전류데이터가 없을 경우에 해당 구간 내에 설치된 변압기 용량 데이터를 합하여 산정할 수 있다.
이어서, 고장 발생시 정전이 되는 구간의 부하를 최소화하는 복수개의 배전선로를 연결하는 상시개방점의 수동개폐기의 위치를 선정하는 단계(S20)는 서로 연결된 두 배전선로 사이에 구간 부하를 합한 두 선로의 전체 부하가 반으로 균등하게 나누어지는 위치에 상시개방점 수동개폐기의 위치로 선정한다.
예를 들면, 상기 두 배전선로의 구간부하를 모두 더한 후 2로 나눈 평균만큼의 부하를 두 배전선로가 동일하게 공급하면 부하평준화가 이루어진 것으로 판단할 수 있다. 이때, 두 배전선로의 부하 평준화가 이루어지는 위치에 상시개방점을 결정한다.
상기와 같이 결정된 상시개방점은 수동개폐기의 설치위치가 되며, 상시개방점에 설치된 수동개폐기들 중 어느 하나의 수동개폐기를 자동개폐기로 교체할 것인지 결정하는 것이 3연계 조건에 맞는 상시개방점 자동개폐기의 최적위치의 결정 요소가 될수 있다.
배전선로에서 사고 지점이 될 확률은 모두 동일하다. 따라서, 해당 지점이 사고 지점이 되고 정전이 될 확률은 x/a, (a-x)/a와 같이 나타낼 수 있다. 이때, 정전부하량은 선로 길이에 비례하므로 이를 적용한 것이 수학식 1이다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2010006566-appb-I000001
Figure PCTKR2010006566-appb-I000002
여기서, x는 고장점 위치이고, a는 배전선로 길이임.
수학식 1을 x에 대하여 편미분하면 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2010006566-appb-I000003
여기서, x는 고장점 위치이고, a는 배전선로 길이임.
여기서, 배전선로의 길이당 부하가 균등하게 분포되어 있다고 가정하면, 정전부하가 최소가 되는 지점은 a/2 지점이다. 따라서, 선로의 중간 위치가 정전 부하를 최소화 시키는 최적의 상시개방점 위치로 판단할 수 있다.
그러나 실제 배전선로는 매우 복잡하므로 4개의 배전선로가 연계된 배전계통에서 정전부하의 균등화를 고려한 상시개방점 위치 선정 방법으로 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개폐기 설치위치 결정 방법에서 상시개방점 선정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4 내지 도 9에서 각 배전선로는 연계되어 있으며, 각 부하구간별 부하량은 1 내지 6까지 분포하는 것을 예를 들어 설명하기로 한다.
먼저, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각 배전선로들의 시작점에 가상의 점을 표시하고, 각 배전선로의 각 구간별 구간부하를 더해가면서 한 구간씩 위치를 앞쪽으로 이동한다.
예를 들면, 도6에 도시된 바와 같이, 첫번째 배전선로와 세번째 배전선로에 가상의 점이 이동되면서 첫번째 배전선로와 세번째 배전선로 사이에 교차하는 교차점(S1)을 상시개방점 수동개폐기 위치로 설정한다. 이때, 상시개방점 수동개폐기의 위치가 되었을 때, 각 배전선로의 구간 부하량이 결정되며, 구간 부하량을 제곱하여 가산한 값이 최소가 될 때, 부하균등화가 최적화된 상태임을 알 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이 배전선로의 부하균등화를 계산한다. 예를 들면, 전체 부하량이 적은 배전선로와 많은 배전선로 사이에서 부하량이 적은 쪽으로 많은 쪽으로 상시개방점 위치를 이동시켜 부하균등화를 이룬다. 이때, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 부하량을 제곱한 값이 줄어들지 않을 때까지 반복 계산하여 제1 교차점(S1) 내지 제5교차점(S5)의 위치를 결정하여 상시개방점 위치로 설정한다.
다음으로, 결정된 상시개방점 위치들 중 자동화개폐기의 설치 지점을 선정하는 단계(S30)는 6분할 3연계 방식의 설치 기준에 준하도록 자동화개폐기가 설치되어야 하므로 하나의 연계선로가 2구간을 담당하도록 자동화개폐기 설치 지점을 선정한다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 배전선로가 6개의 구간으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 각 구간별 구간부하는 1.6MVA이고 배전선로 전체 부하가 9.6MVA인 것을 예를 들어 설명하기로 한다. 운전용량은 정상시 10MVA이고, 고장이 발생한 비상시 14MVA의 부가를 공급하도록 설계된 배전선로 운전용량이라 가정하면, 3 연계를 이루는 상시개방점 위치가 도 10a에서 2번째 구간, 3번째 구간 및 6번째 구간에서 타선로와 연계된다. 이때, 3번째 구간에서 고장이 발생하였을 경우, 고장구간 이후에 있는 3개 구간의 부하는 다른 선로로 부하절체가 이루어져야 한다. 그러나, 제2 연계선로가 평상시 공급가능 용량인 10MVA를 공급하고 있을 경우 비상시 공급용량인 14MVA까지의 여유용량이 4MVA이므로 3개 구간의 부하의 합인 4.8MVA를 모두 공급하지 못하고 한 구간은 정전이 될 수 있다. 따라서, 하나의 연계점을 통해 3구간의 부하절체를 담당하면 과부하가 되므로, 최대 2개 구간의 부하절체를 담당하도록 자동화개폐기 설치 지점을 선정한다.
도 11내지 도 13은 연계선로가 위치해야 하는 조항과 번호를 도시한 단선도로서, 연계점을 설정하는 부하 분배 기준을 도시한 단선도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상시개방점이 2번째 구간, 4번째 구간, 6번째 구간에 위치하거나, 3번째 구간, 4번째 구간, 6번째 구간에 위치하거나, 3번째 구간, 5번째 구간, 6번째 구간에 위치하는 경우 배전선로의 어떠한 구간에서 사고가 발생하여도 하나의 연계선로가 2구간만을 담당하므로 적절한 정전복구가 가능하다. 이때, 자동화개폐기의 위치는 상기의 상시개방점에 설치된다.
특히, 1번째 구간 내지 6번째 구간 등 모든 구간에 연계점이 있거나, 전부는 아니어도 여러 구간에 상시개방점이 있을 경우 그들 중 2개 구간만 담당하도록 우선순위를 설정하여 연계점을 설정한다.
또한, 한 구간에 1개 이상의 상시개방점이 있을 경우 그 중에서 자동화개폐기 설치 위치를 정해야 할 경우 ±10%의 전압 강하 이내인 조건과 상시개방점 투입시 루프전류가 차단기의 최소 동작전류 미만인 조건을 만족하는 선로 중에서 배전선로의 여유용량이 튼 선로를 선택한다.
한편, 전력 계통의 구성이 복잡하고 특수한 형태일 경우 구간 분할점의 위치보다 연계점의 위치가 정전복구에 더 중요한 요소이므로 구간별 부하균등화가 성립되지 않아도 연계선로는 기본원칙을 만족하는 위치에 있어야 한다. 따라서 6분할 3연계 방식에서 개폐기의 위치가 이동될 수 있다.
도 14 참조하면, 연계점이 1번째 구간, 4번째 구간 및 6번째 구간에 위치한 경우 가장 쉽게 변용이 가능한 2번째 구간, 4번째 구간 및 6번째 구간에 연계선로가 위치하도록 설정한다. 이때, 도 14에 도시된 바와 같이, 연계점이 2번째 구간에 위치하도록 개폐기를 전원측으로 이동시킨다. 이렇게 되면 제1 설정 조건을 만족한다. 그러나, 이러한 경우 구간별 부하균등화는 고려되지 못하므로 1번재 구간을 제외하고 나머지 구간들이 부하평등화가 되도록 나머지 상시개방점들의 위치를 이동시키면서 해당 위치가 자동화개폐기 설치 위치가 되도록 설정한다.
도 15는 연계점이 1번째 구간, 5번째 구간 및 6번째 구간에 위치하는 경우를 도시한 단선도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 1번째 구간의 연계점을 2번째 구간으로 위치하도록 변경하여도 조전을 만족하지 못하므로, 2번째 구간, 4번째 구간 및 6번째 구간에 연계점을 가지도록 구간분할점의 위치를 변경한다. 위에서 설명한 바와 같이, 첫번째 연계점을 이동시켜 2번째 구간에 위치시키고, 네번째 연계점을 이동시켜 제2 연계선로를 4번째 구간에 위치시킨다. 이후 첫번째 연계점과 제4 연계점 사이의 구간부하 균등화에 따라 자동화개폐기 위치를 선정하고 네번째 연계점과 여섯번째 연계점 사이의 구간 부하균등화를 통해 다섯번째 연계점의 위치를 정한 후 각 연계점을 개폐기 설치 위치로 설정한다.
연계점의 위치를 결정하는 기준은 3가지이나, 3가지의 조건을 만족하는 결과는 여러 개 일 수 있다. 복수의 연계점이 도출될 경우 구간부하 균등화가 적절하게 이루어졌는지 판단해야 하므로, 수학식 3을 이용하여 구간부하 균등화 여부를 판단할 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2010006566-appb-I000004
여기서, n ; 구간수, δ는 편차, xi는 각 구간의 부하량,
Figure PCTKR2010006566-appb-I000005
는 구간 평균 부하량임.
수학식 3에서와 같이, 편차를 구하고 이를 비교하여 편차가 적은 위치를 선택할 수 있다.
도 16 내지 도 19는 기준 조건을 만족하는 연계점 설치위치로 케이스1과 케이스 2 두가지를 실시한 예를 도시한 도면이다.
도 16 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 두 케이스 중 어느 케이스가 더 적정한지 판단하기 위하여 수학식 1 내지 수학식3을 이용하여 계산한 결과, 케이스 1에서는 0.45이고, 케이스 2는 0.16의 편차가 계산된다. 이에 따라, 케이스 2를 선택한다.
이어서, 사용자에게 개폐기 설치 위치 정보를 제공하는 단계(S40)는 선정된 개폐기 설치위치에 대한 정보를 표시화면에 표시할 수 있다. 이때, 설치 위치 정보는 단선도 등을 이용하여 수동개폐기, 자동개폐기의 위치, 각 구간의 부하 등의 정보가 표시될 수 있다. 또한, 단선도 상에 과다설치된 개폐기, 개폐기의 부족 설치 구간, 개폐기 투입상태 및 개방상태 정보, 자동개폐기와 수동개폐기의 설치위치가 바뀌어야 되는 지점의 개폐기 정보가 표시될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 개폐기 위치 결정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 개폐기 설치 위치 결정 방법을 실행하는 프로그램이 실행된 화면을 도시한 도면이다.
도20에서와 같이, 단선도에 수동개폐기의 위치, 자동개폐기의 위치, 각 구간의 부하량 등의 정보가 계산되어 표시된 것을 볼 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 각 배전선로의 용량 정보를 이용하여 개폐기로 구분되는 구간의 구간부하량을 계산하는 구간 부하량 계산부;
    상기 배전선로의 시작점에 가상의 위치에서 상기 각 구간별 부하량을 더해가면서 한 구간씩 상기 가상의 위치를 이동시켜 상시개방점 위치를 선정하는 상시개방점 선정부;
    상기 선정된 상시개방점으로 구분된 각 구간의 구간부하량을 제곱하여 가산한 값이 최소가 될 때까지 반복 계산하여 균등부하점을 설정하는 균등부하 계산부; 및
    상기 상시개방점 선정부에서 선정된 상시개방점 중 어느 하나를 자동개폐기가 설치될 지점으로 설정하는 자동개폐기 설치 위치 선정부를 포함하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구간 부하량 계산부는
    상기 각 배전선로의 구간에 인입되는 인입전류값에서 인출되는 전류값을 뺀 값으로 상기 구간부하량을 계산하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구간 부하량 계산부는
    상기 각 배전선로의 해당 구간내에 설치된 변압기 용량 데이터를 합하여 상기 구간부하량을 계산하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상시개방점 선정부는
    두 배전선로의 가상의 점을 이동시키면서 부하균등화가 이루어지는 두 배전선로가 교차하는 연계점을 상시개방점으로 선정하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 균등부하 계산부는
    부하량이 적은 배전선로와 부하량이 많은 배전선로 사이에서 부하량이 적은 쪽으로 상기 상시개방점을 이동시켜 상기 부하균등점을 계산하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는
    상기 배전선로에 사고가 발생하여도 두개 구간만 담당할 수 있는 지점에 자동개폐기가 설치되도록 자동개폐기의 위치를 선정하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는
    상기 상시개방점이 부하 분배 기준에 상응하여 위치하도록 상기 상시개방점의 위치를 선정하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부하 분배 기준은
    상기 배전선로가 6분할 3연계 방식의 경우, 각 배전선로들이 연계되어 6개의 구간으로 나뉘어진 구간들 중 상기 배전선로가 교차하는 연계점이 2번째 구간, 3번째 구간, 6번째 구간에 위치하도록 하는 제1 부하 분배 기준;
    상기 3번째 구간, 4번째 구간 및 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제2 부하 분배 기준; 및
    상기 3번째 구간, 5번째 구간, 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제3 부하 분배 기준을 포함하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는
    상기 배전선로의 한 구간에 복수의 상기 상시개방점이 설정되면, 상기 복수의 상시개방점들 중 ±10%의 전압 강하 범위 이내의 지점에 상기 상시개방점이 위치되도록 선정하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는
    상기 배전선로의 한 구간에 복수의 상기 상시개방점이 설정되면, 상기 상시개방점 투입 시 루프전류가 최소 동작 전류 미만인 배전선로들 중 여유 용량이 가장 큰 배전선로에 상기 상시개방점이 위치하도록 선정하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는
    상기 연계점이 상기 제1 부하 분배 기준 내지 제3 부하 분배 기준을 벗어날 경우, 상기 연계점 중 어느 하나를 선택하여 상기 연계점과 인접한 상시개방점 중 어느 하나를 이동시킨 후 나머지 구간의 부하평준화를 계산하도록 상기 부하량 계산부에 구간부하 정보를 재설정하도록 하는 것을 특징으로 하는 개폐기 설치 위치 결정 시스템.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 자동개폐기 설치 위치 선정부는
    상기 연계점이 상기 제1 부하 분배 기준 내지 제3 부하 분배 기준들 중 2개 이상을 만족하는 위치에 있을 경우, 각 부하 분배 기준별로 구간부하량의 편차를 계산하여 상기 계산된 편차가 적은 부하 분배 기준을 선정하여 상기 상시개방점을 선정하는 것을 특징으로 하는 개폐기 위치 결정 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 배전선로 정보를 수신하여 단선도를 생성하는 단선도 생성부를 더 포함하는 개폐기 위치 결정 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 단선도를 표시하는 표시부를 더 포함하는 개폐기 위치 결정 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 표시부는
    상기 배전선로 정보, 상기 배전선로가 교차하는 연계점 정보, 수동개폐기 위치 정보, 자동개폐기 위치 정보, 구간부하량 정보, 변압기 위치 정보, 변압기 용량 정보 중 적어도 하나의 정보가 상기 단선도에 포함되도록 표시하는 것을 특징으로 하는 개폐기 위치 결정 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 개폐기는 수동개폐기 또는 자동개폐기인 것을 특징으로 하는 개폐기 위치 결정 시스템.
  17. (a) 배전선로 내에서 개폐기로 구분되는 각 구간의 구간부하량을 산정하는 단계;
    (b) 고장 발생시 정전이 되는 구간의 부하를 최소화하도록 복수개의 배전선로를 연결하는 상시개방점의 위치를 선정하는 단계;
    (c) 상기 상시개방점 중 자동개폐기의 설치 위치를 선정하는 단계;
    (e) 사용자에게 상기 자동개폐기의 설치 위치 정보를 제공하는 단계를 포함하는 개폐기 위치 결정 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 각 구간의 부하량이 균등화되는 부하균등화를 계산하고, 추가되는 자동개폐기 설치 위치를 선정하는 단계를 더 포함하는 개폐기 위치 설정 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 단계(b)는
    상기 복수의 배전선로의 구간부하량의 평균을 계산하여 부하균등화된 위치를 계산하고, 상기 부하균등화된 위치를 상시개방점으로 선정하는 것을 특징으로 하는 개폐기 위치 결정 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 구간부하량을 제공하여 가산한 값이 최소가 될때까지 반복계산하여 상기 부하균등화를 계산하는 단계를 더 포함하는 개폐기 위치 결정 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 단계(c)는
    부하 분배 기준에 상응하는 위치에 선정된 상기 상시개방점에 자동개폐기를 선정하되,
    상기 부하 분배 기준은 상기 배전선로가 6분할 3연계 방식의 경우, 각 배전선로들이 연계되어 6개의 구간으로 나뉘어진 구간들 중 상기 배전선로가 교차하는 연계점이 2번째 구간, 3번째 구간, 6번째 구간에 위치하도록 하는 제1 부하 분배 기준; 상기 3번째 구간, 4번째 구간 및 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제2 부하 분배 기준; 및 상기 3번째 구간, 5번째 구간, 6번째 구간에 상기 연계점이 위치하도록 하는 제3 부하 분배 기준을 포함하는 것을 특징으로 하는 개폐기 위치 결정 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 배전선로들이 서로 교차하는 연계점이 상기 제1 부하 분배 기준 내지 제3 부하 분배 기준을 벗어날 경우, 상기 연계점 중 어느 하나를 선택하여 상기 연계점과 인접한 상시개방점 중 어느 하나를 이동시킨 후 나머지 구간의 부하평준화를 계산하는 것을 특징으로 하는 개폐기 위치 결정 방법.
  23. 제 17항 내지 제22항 중 어느 한 항에 기재된 개폐기 위치 결정 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체.
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