WO2012043938A1 - 전력조류 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

전력조류 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2012043938A1
WO2012043938A1 PCT/KR2011/000140 KR2011000140W WO2012043938A1 WO 2012043938 A1 WO2012043938 A1 WO 2012043938A1 KR 2011000140 W KR2011000140 W KR 2011000140W WO 2012043938 A1 WO2012043938 A1 WO 2012043938A1
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power
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measurement data
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PCT/KR2011/000140
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English (en)
French (fr)
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문승필
장병훈
하용구
전웅재
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Korea Electric Power Corp
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Korea Electric Power Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; 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
    • H02J3/04—Arrangements for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
    • H02J3/06—Controlling the transfer of power between connected networks; Controlling load sharing between connected networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network
    • H02J13/13—Circuit arrangements for providing remote monitoring or remote control of equipment in a power distribution network characterised by the transmission of data to equipment in the power network
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    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment

Definitions

  • the present invention relates to a power current control system, and more particularly, the present invention relates to a power current control system and method using a thyristor.
  • AC power transmission system is a system that sends electric power to AC by using the electric method used for power transmission.
  • direct current was mainly used, but power generation, transmission, and distribution were mostly made of alternating current as three-phase alternating current, which can easily increase and decrease voltage (ie, boost and step down), became practical.
  • the AC power transmission system has an advantage that it is easy to change the voltage compared to the DC power transmission system to operate the power system economically.
  • the AC system is difficult to freely control the electric power, and has difficulty in operating the electric power system due to the characteristics of the AC power transmission, which is difficult to control the current flow while the power system is large and the electric power is transmitted over a long distance.
  • FACTS flexible AC transmission systems
  • UPFC Unified Power Flow Controller
  • SSSC Static Synchronous Series Compensator
  • TCSC Thyristor Controlled Series Compensator
  • TSSC Thyrister Switched Capacitor
  • the thyristor control series compensator and the thyristor switch capacitor there is a limit in the amount of power current control by controlling the impedance of the transmission line. That is, the thyristor control series compensator and the thyristor switch capacitor control the impedance of the transmission line, so there is a limit of the control amount of the transmission line.
  • the present invention provides a power flow control system and method that can control the power flow in the entire range of the transmission line capacity using the thyristors.
  • the present invention is to provide an electric current control system and method that is installed in the overload line to prevent overload and limit the electric current in the event of a failure.
  • a power current control system for controlling the power current.
  • a power current control system for controlling power current, comprising: a power current limiting device connected in series with a power transmission end and a power receiving end, and limiting the power current for the power transmission end and the power receiving end; A management device for generating a power current amount of the power transmitter and the power receiver using system data; And generating control data by using the amount of power current received from the management device and measured data obtained by measuring the power transmission end and the power reception end, and generating a gate signal to the power current limiting device using the control data.
  • a power flow control system is provided that includes an apparatus.
  • the power current limiting device is turned on by the gate signal (power-on) to control the phase of the power supply stage and the power receiving end to limit the power flow to the power supply stage and the power receiving end It may include.
  • the control device may include a controller configured to generate the control data for controlling the power current limiting device based on the measured data based on the amount of power current.
  • the control device may include a gate driver for generating the gate signal to the power electronic device according to a supply period included in the control data.
  • the power electronic device may be a thyristor.
  • the control device may further include an analog-to-digital converter converting the measurement data from an analog signal to a digital signal, converting the measured data into the digital signal and transmitting the converted digital signal to the controller.
  • the management device may include: a power system analysis unit configured to analyze the system data to generate a power current amount of the power transmission stage and the power reception stage when stationary; And a system accident analysis unit configured to analyze the system data and the accident occurrence event data to determine a system accident, and to generate a power current amount of the power transmission terminal and the power receiving terminal when transient according to the system accident.
  • the power current limiting device may further include a high frequency filter connected to each of the power transmitting end and the power receiving end, and suppressing harmonics of power currents flowing through the power transmitting end and the power receiving end.
  • the power current limiting device is connected to each of the power supply terminal and the power receiver, and suppresses harmonics of the power current flowing through the power supply terminal and the power receiver, and a transformer for raising or lowering the voltage of the power supply terminal and the power receiver. It may further include.
  • the measurement data may include at least one of voltage measurement data, current measurement data, phase measurement data, and bird flow direction measurement data.
  • the control device may include a voltage measuring unit configured to generate voltage measurement data by measuring voltages of the power transmitting end and the power receiving end; A current measuring unit configured to generate current measurement data by measuring currents of the power transmitter and the power receiver; A phase determination unit configured to determine phases of the power transmission end and the power reception end to generate the phase measurement data; And a tidal current direction recognizing unit generating the tidal flow direction measurement data by recognizing the directions of the power current flowing through the power transmission stage and the power receiving stage.
  • the power current control system may further include a cooling device connected to the power current limiting device and cooling the heat generated by the power current limiting device.
  • the power current control system may further include a protection device connected to the power current limiting device and protecting the power current limiting device.
  • the management device collects system data from at least one of an Energy Management Systems (EMS), a Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), and a Phaser Measurement System (PMU). Can be received.
  • EMS Energy Management Systems
  • SCADA Supervisory Control and Data Acquisition
  • PMU Phaser Measurement System
  • a power bird control method for the power bird control system to control the power bird is provided.
  • the step (b) may include: (b1) generating power reference data or current reference data according to the amount of power current; And (b2) generating the control data according to the current measurement data of the measurement data or the power measurement data generated using the current measurement data based on the current reference data or the power reference data. .
  • the step (b2) may include generating power comparison data by comparing the power reference data and the power measurement data or generating current comparison data by comparing the current reference data and the current measurement data; And generating control data by performing PI control on the power comparison data or the current comparison data.
  • the step (b) may include generating the control data including a supply period indicating a period of supplying the gate signal to the power electronic device using the power current amount and the measurement data.
  • Step (c) may be a step of transmitting the gate signal to the power current limiting device according to the supply period included in the control data.
  • the method of controlling the power current may further include determining whether at least one of the amount of power current and the system data corresponds to a gate-off condition before the step (b).
  • the step (b) may include generating the control data using the power flow amount and the measurement data when at least one of the power current amount and the system data does not correspond to the gate-off condition.
  • the system data is analyzed to generate power currents of the power transmitter and the power receiver when stationary, or the power transmitter when transient according to a system accident that analyzes the system data and accident occurrence event data. And generating a power current amount of the power receiver.
  • FIG. 1 is a view showing a power current control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for managing a power flow control system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control device of a power current control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling power flow according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a method for controlling power current according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an apparatus for limiting power current according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 to 10 are diagrams showing simulation results of applying the power current control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a power current control system according to an embodiment of the present invention.
  • the power flow control system 10 includes a power flow control device 100, a management device 200, a control device 300, a cooling device 380, and a protection device 390.
  • the power current limiting device 100 is connected in series with the power transmitting end 20 and the power receiving end 40, and limits the power current for the power transmitting end 20 and the power receiving end 40.
  • the power current limiting device 100 includes first and second high frequency filters 110 and 120, first and second transformers 130 and 140, and a power electronic device 150.
  • the first high frequency filter 110 is connected in series with the power transmission terminal 20, suppresses harmonics of power current flowing in the power transmission terminal 20, and the second high frequency filter 120 is in series with the power receiving terminal 40. It is connected, and suppresses the harmonics of the power algae flowing in the power receiver 40. That is, the first and second high frequency filters 110 and 120 mainly suppress the 11th, 13th, 23rd, and 25th harmonics, thereby improving the power quality of the power system.
  • the first transformer 130 is connected in series with the power transmission terminal 20 and increases or decreases the voltage to suppress harmonics of the power current flowing through the power transmission terminal 20.
  • the first transformer 130 may be connected to the power transmission line 30 connected to the power transmission terminal 20.
  • the second transformer 140 is connected in series with the power receiving end 40 to suppress harmonics of the power current flowing through the power receiving end 40, and boost or step down.
  • the first and second transformers 130 and 140 may be formed as delta connection transformers to suppress harmonics, reduce voltage sharing of the power electronic device 150, and conveniently control power flow.
  • the first and second transformers 130 and 140 may be formed of any one of a delta connection transformer of YD-DY, YD-DD, YD-YY, and DD-DD.
  • the first and second transformers 130 and 140 can sufficiently suppress harmonics such as third and fifth orders. Accordingly, since the harmonics are suppressed in both the first and second transformers 130 and 140 and the first and second high frequency filters 110 and 120, the power current flowing through the power transmission stage 20 and the power receiving stage 40 is reduced. Almost all harmonics can be suppressed.
  • the power electronic device 150 is connected in series with the power transmission terminal 20 and the power receiving terminal 40, and limits the power current through phase angle control. That is, when the power electronic device 150 receives the gate signal from the control device 300, the power electronic device 150 is turned on by the gate signal to control the phases of the power transmission end 20 and the power reception end 40 so as to control the power transmission end 20. And limiting the power flow for the power receiver 40.
  • the power electronic device 150 may be a thyristor, and may be a gate turn-on (GTO) thyristor among the thyristors.
  • GTO gate turn-on
  • the reason for using the power electronic device 150 as a thyristor is to simply configure the power electronic device 150 and to minimize driving loss.
  • the thyristor, which is the power electronic device 150 is suitable for large-capacity power control, and has a low loss since the thyristor is automatically turned off when the current reaches zero even when no turn-off signal is input. That is, the power electronic device 150 is turned on when the gate signal is received, and is turned off when the current reaches zero. Since the power electronic device 150 uses a thyristor, the power current limiting device 100 may be referred to as a thyrister controlled power flow limiter (TCPFL).
  • TCPFL thyrister controlled power flow limiter
  • the management device 200 is connected to the control device 300.
  • the management device 200 receives system data from the outside.
  • the management device 200 generates a power current amount of the power transmission stage 20 and the power receiving stage 40 using the system data.
  • the power current amount may indicate the capacity of the power current when the power current limiting device 100 is stationary. This, the management device 200 will be described in detail with reference to FIG.
  • the cooling device 380 is connected to the power current limiting device 100.
  • the cooling device 380 cools heat generated by the power electronic device 150 of the power current limiting device 100.
  • the cooling device 380 may cool the heat generated by the power electronic device 150 using water, a heat pipe, or the like. Accordingly, the cooling device 380 cools the heat generated by the power electronic device 150, thereby ensuring the health of the power electronic device 150.
  • the protection device 390 protects the power flow restricting device 100 from the power system. That is, the protection device 390 determines a state of a power system including at least one of a circuit breaker (CB), a disconnecting switch (DS), an earthing switch (ES), and a transformer from an external device. Protect the power current limiting device 100.
  • CB circuit breaker
  • DS disconnecting switch
  • ES earthing switch
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an apparatus for managing a power flow control system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the management apparatus 200 includes a receiver 210, a power system analyzer 220, a system accident analyzer 230, a transmitter 240, a first storage unit 250, and a first output.
  • the unit 260 is included.
  • the receiver 210 receives system data from an external device (not shown).
  • the external device may include at least one of an Energy Management System (EMS), a Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA), and a Phaser Measurement System (PMU).
  • EMS Energy Management System
  • SCADA Supervisory Control and Data Acquisition
  • PMU Phaser Measurement System
  • the system data represents data necessary for power generation.
  • the grid data may include bus voltage data, bus current data, bus phase data, power generation data, load data, and the like.
  • the receiver 210 receives an accident occurrence event event from the protection relay device.
  • the accident occurrence event data may indicate data on an accident occurring in the power system connected to the power current limiting device 100 and may include at least one of voltage event data, current event data, and phase event data.
  • the receiver 210 receives voltage event data from a Potential Transformer (PT) of the protective relay device and receives current event data from a Current Transformer (CT) of the relay.
  • PT Potential Transformer
  • CT Current Transformer
  • the receiver 210 provides accident occurrence event data including voltage event data and current event data to at least one of the power system analyzer 220 and the system accident analyzer 230.
  • the power system analyzer 220 provides the generated power algae to the control unit 300 to transmit the generated power current amount.
  • the system accident analysis unit 230 generates a power current amount using system data and an accident occurrence event event.
  • the system fault analysis unit 230 generates phase event data by performing calculation using voltage event data and current event data.
  • the phase event data represents an amount of phase change in an instant.
  • the system accident analysis unit 230 analyzes the accident occurrence event data and system data through system analysis to determine a system accident, and generates a power algae according to the system accident.
  • the amount of power current generated by the system accident analysis unit 230 indicates a capacity of the power current corresponding to the transient time.
  • the transient represents a state in which a sudden disturbance such as a sudden failure of the power system occurs.
  • phase event data by the system accident analyzer 230 is described as an example, but the present invention is not limited thereto, and components generated when the phase event data is generated using the current event data and the voltage event data are irrelevant. It may be input from the outside, or may be generated in the control device 300 or another component.
  • the system accident analysis unit 230 provides the generated power current amount to the transmission unit 240 to transmit the control device 300.
  • the transmitter 240 transmits the power current amount to the control device 300. That is, the transmitter 240 is connected to the control device 300 and transmits the amount of power current generated by the power system analysis unit 220 or the system accident analysis unit 230 to the control device 300.
  • the first storage unit 250 stores data generated by the components of the management device 200 and data necessary for generating the power current amount.
  • the first storage unit 250 may store the system data and the accident occurrence event data received from the receiver 210.
  • the first storage unit 250 may store the amount of power current generated by the power system analyzer 220.
  • the first storage unit 250 may store phase event data and power current amount generated by the system accident analyzer 230.
  • the first output unit 260 may display a process and a result performed by the receiver 210, the power system analyzer 220, the system accident analyzer 230, and the transmitter 240.
  • the first output unit 260 may display system data and accident occurrence event data received from the receiver 210.
  • the first output unit 260 may display a process of generating a power current amount and the power current amount in the power system analyzer 220 or the system accident analyzer 230.
  • the first output unit 260 may display the power system where the accident occurred and the location where the accident occurred using the accident event data.
  • the first output unit 260 may display data stored in the first storage unit 250.
  • the first output unit 260 displays error occurrences generated by the receiver 210, the power system analyzer 220, the system accident analyzer 230, the transmitter 240, and the first storage unit 250. can do. Accordingly, the user may check the error occurrences displayed through the first output unit 260 and may solve the error occurrences.
  • the first output unit 260 may be a print.
  • the first output unit 260 may output the power current generated by the power system analyzer 220 or the system accident analyzer 230 through an output such as paper.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control device of a power current control system according to an embodiment of the present invention.
  • the communicator 310 is connected to the management device 200 to receive a power current amount from the management device 200.
  • the communication unit 310 provides the control unit 350 with the amount of power current received from the management device 200.
  • the voltage measuring unit measures voltages of the power transmission terminal 20 and the power receiving terminal 40 to generate voltage measurement data.
  • the current measuring unit measures the current of the power transmitting end 20 and the power receiving end 40 to generate current measurement data.
  • the phase measurer 335 determines phases of the power transmitter 20 and the power receiver 40 to generate phase measurement data.
  • the flow direction recognition unit recognizes the direction of the power current flowing in the power transmission end 20 and the power receiving end 40 to generate the flow direction measurement data.
  • the analog to digital converter 340 converts the measurement data generated by the meter 320. That is, the analog-to-digital converter 340 converts the digital signal to use the measurement data, which is an analog signal, at least one of voltage measurement data, current measurement data, phase measurement data, and bird flow direction measurement data. .
  • the analog to digital converter 340 provides the control unit 350 with the measured data converted into a digital signal.
  • the gate driver 360 is connected to the control unit 350 and receives control data from the control unit 350.
  • the gate driver 360 generates a gate signal to the power current limiting device 100 using the control data. That is, the gate driver 360 generates a gate signal to the power electronic device 150 of the power current limiting device 100 in accordance with a supply period included in the control data.
  • the gate driver 360 may include a signal generator (not shown) that generates a gate signal.
  • the second storage unit 370 generates data generated by the communication unit 310, the measuring unit 320, the analog-digital converter 340, the control unit 350, and the gate driver 360, and data necessary for controlling the power current limiting device. Save it.
  • the second storage unit 370 may store the amount of power current received through the communication unit 310.
  • the second storage unit 370 stores the measurement data generated by the measuring unit 320. That is, the second storage unit 370 generates voltage measurement data generated by the voltage measuring unit, current measurement data generated by the current measuring unit, phase measurement data generated by the phase measuring unit 335, and generated by the bird flow direction recognition unit. The bird flow measurement data can be stored.
  • the second storage unit 370 may store the measurement data converted by the analog-to-digital converter 340 and the control data generated by the controller 350.
  • the second output unit 375 may display the capacity of the power current flowing in the power transmission end 20 and the power receiving end 40 restricted by the power current limiting device 100. On the other hand, if an error occurs in the second output unit 375, the communication unit 310, the measuring unit 320, the analog-digital converter 340, the control unit 350, the gate driver 360, and the second storage unit 370. Error occurrences can be displayed.
  • the second output unit 375 may be a display device displaying data.
  • the second output unit 375 may be implemented as a touch screen.
  • the second output unit 375 may be a print. In this case, the second output unit 375 may output the control data or the measurement data through an output such as paper.
  • first output unit 260 and the second output unit 375 have been described separately, the present invention is not limited thereto, and data generated by the management device 200 and the control device 300 may be displayed through one output unit. Can be.
  • first output unit 260 and the second output unit 375 like the control device 300 and the management device 200 is not included, it may be implemented as a separate output device.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of controlling power flow according to an embodiment of the present invention.
  • the management device 200 receives system data from an external device (S410). That is, the receiver 210 of the management device 200 receives system data from an external device including at least one of an EMS, a SCADA, and a PMU.
  • the management device 200 generates a power current amount using the grid data (S420).
  • the power system analysis unit 220 of the management apparatus 200 analyzes the system data through system analysis to indicate the capacity of the power current flowing through the power transmission stage 20 and the power receiving stage 40. To generate a quantity.
  • the system accident analysis unit 230 determines a system accident by analyzing system data and an accident occurrence event through system analysis.
  • the system accident analysis unit 230 generates a power current amount according to the system accident.
  • the system accident analysis unit 230 may generate a power current amount for the system accident using a preset table.
  • the control device 300 determines whether at least one of the power current amount and the system data corresponds to the gate-off condition (S430). That is, the control unit 350 of the control device 300 determines whether the power current amount is greater than or equal to the reference value that can be controlled, and whether the system impedance of the transmission line 30 is greater than or equal to the maximum value using the system data, and the system impedance is the minimum value. It judges whether it is below.
  • the reference value represents the capacity of the power algae that can be generated in the power transmission stage 20 and the power receiving stage 40
  • the maximum value and the minimum value represents a reference value that can determine that the accident occurred in the bus. .
  • the control device 300 does not generate a gate signal (S440). That is, since the gate signal is not generated in the power electronic device 150 in the control device 300, the power electronic device 150 maintains a turn-off state. Accordingly, the power current control system 10 connects the power current limiting device 100 to the overload line to prevent an overload in case of a failure, and thus restricts the power current so as to share the power with another transmission line 30. In addition, the power current control system 10 protects the power current limiting device 100 by turning off the power current limiting device 100 when an accident occurs in a nearby power system in which the power current limiting device 100 is installed. The power supply terminal 20 and the power receiver 40 connected to the power current limiting device 100 may be protected.
  • the control device 300 If the power current amount and system data do not correspond to the gate-off condition, the control device 300 generates control data using the power current amount and measurement data (S450).
  • the measuring unit 320 of the control device 300 generates the measurement data by measuring the power transmitting end 20 and the power receiving end 40 as shown in FIG.
  • the measurement data includes voltage measurement data, current measurement data, phase measurement data, and flow direction characteristic data by measuring voltage, current, phase, and flow direction.
  • the control unit 350 receives measurement data from the measuring unit 320 through the analog-digital converter 340.
  • the controller 350 generates power measurement data using voltage measurement data, current measurement data, and phase measurement data included in the measurement data.
  • the proportional-integral (PI) controller 355 of the control unit 350 controls the current comparison data Ie and the power comparison data Pe, respectively.
  • the comparator of the controller 350 receives the voltage measurement data V from the meter 320 and compares the voltage measurement data with the voltage reference data to generate voltage generation data.
  • the comparator of the controller 350 provides the generated voltage generation data to the generator 359.
  • the reason for comparing the voltage measurement data and the voltage reference data is to generate the control data according to the voltage because the phase changes according to the voltage because the transmission stage 20 and the receiving terminal 40 flows through the alternating current.
  • the control device 300 generates a gate signal for the control data to the power flow control system 10 (S460).
  • the gate driver 360 generates a gate signal to the power electronic device 150 of the power current limiting device 100 through a signal generator in accordance with a supply period included in the control data.
  • the power current limiting device 100 limits the power current of the power transmission terminal 20 and the power receiving terminal 40 by using the gate signal (S470). That is, the power electronic device 150 of the power current limiting device 100 is turned on by the gate signal generated from the control device 300 to control the phases of the power transmission terminal 20 and the power receiving terminal 40 to control power. Limit the capacity of algae.
  • FIG. 6 is a circuit diagram illustrating an apparatus for limiting power flow according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams showing simulation results of applying a power flow control system according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 600 is a circuit diagram for simulating a power current limiting device according to the present invention.
  • 7 to 10 are simulation results of the power current limiting device 600 shown in FIG. 6 by PS-CAD.
  • the transformer at the power stage is D-Y connected, and the transformer at the power stage is Y-D.
  • the phase angle was designed from 0deg minimum to 60deg maximum. When the phase angle is 0deg, the power current is maximized to 100%, and when 60deg, the power bird is minimized to 0%.
  • the load on the receiver stage was simulated assuming a resistance of 100 ohms, and the simulation was performed without changing the load of the generator and the receiver of the power stage in each phase angle change.
  • the delta connection of the transformer minimizes harmonics, and high frequencies that are not resolved in the delta connection can be eliminated through the harmonic filter.
  • FIG. 8 is a graph illustrating a voltage waveform 810 of a power receiver, a current waveform 820, and an active power 830 of a power receiver when the phase angle is 30 deg.
  • the active power 830 of the power receiver is limited to 302 kW
  • the power current is limited to 302 kW.
  • FIG. 9 is a graph showing the voltage waveform 910 of the power receiver, the current waveform 920, and the active power 930 of the power receiver when the phase angle is 50 deg. As shown in FIG. 9, the active power 930 of the power receiver is limited to 148 kW and the power current is limited to 148 kW.
  • the voltage waveform 810, the current waveform 820, the voltage waveform 910 and the current waveform 920 of the power receiver are somewhat distorted. It can be sufficiently removed by using a high frequency filter connected to.
  • FIG. 10 is a graph illustrating a voltage waveform 1010, a current waveform 1020, and an active power 1030 of a power receiver at a phase angle of 60 deg.
  • the active power 1030 of the power receiver is limited to 0 kW and the power current is limited to 0 kW. This is the same as removing the firing of the power electronic device.
  • the power flow control system solves the widow of the transmission line, thereby reducing the transmission contract, more economical power generation operation, it is installed in the place where unnecessary transmission loss caused by the circulation current circulation Current can be suppressed.

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Abstract

전력조류 제어 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력조류를 제어하는 전력조류 제어 시스템에 있어서, 송전단 및 수전단과 직렬로 연결되며, 송전단 및 수전단에 대한 전력조류를 제한하는 전력전류 제한 장치; 계통 데이터를 이용하여 송전단 및 수전단의 전력조류량을 생성하는 관리 장치; 및 관리 장치로부터 수신한 전력조류량 및 송전단 및 수전단을 측정한 측정 데이터를 이용하여 제어 데이터를 생성하고, 제어 데이터를 이용하여 전력전류 제한 장치로 게이트 신호를 발생하는 제어 장치를 포함하는 전력조류 제어 시스템이 제공된다.

Description

전력조류 제어 시스템 및 방법
본 발명은 전력조류 제어 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 사이리스터를 이용한 전력조류 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
교류 송전 시스템은 송전에 쓰이는 전기 방식을 이용하여 교류로 전력을 보내는 시스템이다. 전기가 실용화된 초기에는 직류를 주로 사용하여 전력을 보냈으나, 전압을 쉽게 높이고 낮출 수 있는(즉, 승압 및 강압) 3상 교류가 실용화됨에 따라 발전, 송전 및 배전은 대부분 교류로 이루어지고 있다. 또한, 교류 송전 시스템은 직류 송전 시스템에 비하여 전압 변경이 용이하여 전력 계통을 경제적으로 운용할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 교류 계통은 전력을 자유로이 제어하기가 곤란하고, 전력계통의 대구모화와 장거리로 송전하면서 전류조류 제어가 곤란한 교류 송전의 특성으로 전력계통 운용상 어려움을 겪고 있다.
교류 송전선로의 문제점으로 부각되는 송전 제약과 순환 전류를 해소하기 위해서는 전력조류를 제어할 필요가 있다.
전력조류를 제어하기 위한 방법으로는 최신 전력전자소자를 이용한 유연 송전 시스템(Flexible AC Transmission System : FACTS)들이 계통에 투입되고 있다. 전력조류를 제어하는 유연 송전 시스템의 설비로는 종합 전력조류 제어기(Unified Power Flow Controller : UPFC), 정지형 동기 직렬 보상기(Static Synchronous Series Compensator : SSSC), 사이리스터 제어 직렬 보상 장치(Thyristor Controlled Series Compensator : TCSC) 및 사이리스터 스위치 축전기(Thyrister Switched Capacitor : TSSC) 등이 개발되어 송전계통에 적용되고 있다.
종합 전력조류 제어기 및 정지형 동기 직렬 보상기의 경우에는 전압원 인버터 기술을 이용한 유연 송전 시스템 설비로 가격이 매우 비싸고, 실제 송전계통에 적용하기 위해 대용량 인버터를 적용해야 하는데 현실적으로 대용량 인버터 개발의 용량 한계가 있어 초고압 대용량 전력조류를 제어하는 장치로는 부적적하다.
그리고, 사이리스터 제어 직렬 보상 장치 및 사이리스터 스위치 축전기의 경우에는 송전선로의 임피던스를 제어하는 것으로 전력조류 제어량의 한계가 있다. 즉, 사이리스터 제어 직렬 보상 장치 및 사이리스터 스위치 축전기는 송전선로의 임피던스를 제어하므로 송전선로의 제어량의 한계가 있다.
그러므로 전력조류가 큰 경우에는 전력조류를 낮추어서 계통운용의 원활히 하고, 전력조류가 낮아서 사고가 발생할 경우에는 전력조류를 제한하여 과부하 발생을 제한할 필요가 있다.
본 발명은 사이리스터를 이용하여 전력조류를 송전선로 용량 전체의 범위에서 제어할 수 있는 전력조류 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명은 과부하선로에 설치되어 고장이 발생한 경우에 과부하를 방지하고 전력조류를 제한하는 전력조류 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 송전제약을 경감시키고, 순환전류를 억제할 수 있는 전력조류 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전력조류를 제어하는 전력조류 제어 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력조류를 제어하는 전력조류 제어 시스템에 있어서, 송전단 및 수전단과 직렬로 연결되며, 상기 송전단 및 수전단에 대한 전력조류를 제한하는 전력전류 제한 장치; 계통 데이터를 이용하여 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 관리 장치; 및 상기 관리 장치로부터 수신한 전력조류량 및 상기 송전단 및 상기 수전단을 측정한 측정 데이터를 이용하여 제어 데이터를 생성하고, 상기 제어 데이터를 이용하여 상기 전력전류 제한 장치로 게이트 신호를 발생하는 제어 장치를 포함하는 전력조류 제어 시스템이 제공된다.
상기 전력전류 제한 장치는, 상기 게이트 신호에 의해 턴-온(turn-on)되어 상기 송전단 및 상기 수전단의 위상을 제어해서 상기 송전단 및 상기 수전단에 대한 전력조류를 제한하는 전력 전자 소자를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 전력조류량을 기준으로 상기 측정 데이터에 따라 상기 전력전류 제한 장치를 제어하는 상기 제어 데이터를 생성하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전력 전자 소자에 상기 게이트 신호를 공급해야 하는 주기를 나타내는 공급 주기를 포함하는 상기 제어 데이터를 생성할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 제어 데이터에 포함된 공급 주기에 따라 상기 게이트 신호를 상기 전력 전자 소자에 발생하는 게이트 드라이버를 포함할 수 있다.
상기 전력 전자 소자는 사이리스터(thyristor)일 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 측정 데이터를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부로 전송하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함할 수 있다.
상기 관리 장치는, 상기 계통 데이터를 분석하여 정태 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 전력 계통 분석부; 및 상기 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트 데이터를 분석하여 계통 사고를 판단하고, 상기 계통 사고에 따라 과도 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 계통 사고 분석부를 포함할 수 있다.
상기 전력전류 제한 장치는, 상기 송전단 및 수전단 각각에 연결되며, 상기 송전단 및 상기 수전단에 흐르는 전력조류의 고조파를 억제하는 고주파 필터를 더 포함할 수 있다.
상기 전력전류 제한 장치는, 상기 송전단 및 수전단 각각에 연결되며, 상기 송전단 및 상기 수전단에 흐르는 전력조류의 고조파를 억제하고, 상기 송전단 및 상기 수전단의 전압을 높이거나 낮추는 변압기를 더 포함할 수 있다.
상기 측정 데이터는 전압 측정 데이터, 전류 측정 데이터, 위상 측정 데이터, 조류방향 측정 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 송전단 및 상기 수전단의 전압을 측정하여 상기 전압 측정 데이터를 생성하는 전압 측정부; 상기 송전단 및 상기 수전단의 전류를 측정하여 상기 전류 측정 데이터를 생성하는 전류 측정부; 상기 송전단 및 상기 수전단의 위상을 판단하여 상기 위상 측정 데이터를 생성하는 위상 판단부; 및 상기 송전단 및 상기 수전단에 흐르는 전력조류의 방향을 인식하여 상기 조류방향 측정 데이터를 생성하는 조류방향 인식부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전력조류 제어 시스템은, 상기 전력조류 제한 장치와 접속하며 상기 전력조류 제한 장치에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 전력조류 제어 시스템은, 상기 전력조류 제한 장치와 접속하며, 상기 전력조류 제한 장치를 보호하는 보호 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 관리 장치는 에너지 관리 시스템(Energy Management Systems : EMS), 원방 감시 제어 및 자료 취득 장치(Supervisory Control and Data Acqisition : SCADA), 위상자 측정 시스템(Phasor Measurement System : PMU) 중 적어도 하나로부터 계통 데이터를 수신할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전력조류 제어 시스템이 전력조류를 제어하는 전력조류 제어 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전력조류 제어 시스템이 전력조류를 제어하는 전력조류 제어 방법에 있어서, (a) 계통 데이터를 이용하여 송전단 및 수전단의 전력조류량을 생성하는 단계; (b) 상기 전력조류량 및 상기 송전단 및 상기 수전단을 측정한 측정 데이터를 이용하여 제어 데이터를 생성하는 단계; (c) 상기 제어 데이터를 이용하여 전력전류 제한 장치로 게이트 신호를 발생하는 단계; 및 (d) 상기 전력전류 제한 장치에 포함된 전력 전류 소자가 상기 게이트 신호에 의해 턴-온(turn-on)되어 상기 송전단 및 상기 수전단에 대한 전력조류를 제한하는 단계를 포함하는 전력조류 제어 방법이 제공된다.
상기 (b) 단계는, (b1) 상기 전력조류량에 따른 전력 기준 데이터 또는 전류 기준 데이터를 생성하는 단계; 및 (b2) 상기 전류 기준 데이터 또는 상기 전력 기준 데이터를 기준으로 상기 측정 데이터의 전류 측정 데이터 또는 상기 전류 측정 데이터를 이용하여 생성한 전력 측정 데이터에 따라 상기 제어 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (b2) 단계는, 상기 전력 기준 데이터와 상기 전력 측정 데이터를 비교하여 전력 비교 데이터를 생성하거나 상기 전류 기준 데이터와 상기 전류 측정 데이터를 비교하여 전류 비교 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 전력 비교 데이터 또는 전류 비교 데이터를 PI 제어하여 제어 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계는, 상기 전력조류량 및 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 전력 전자 소자에 상기 게이트 신호를 공급해야 하는 주기를 나타내는 공급 주기를 포함하는 상기 제어 데이터를 생성하는 단계일 수 있다.
상기 (c) 단계는, 상기 제어 데이터에 포함된 상기 공급 주기에 따라 상기 게이트 신호를 상기 전력조류 제한 장치로 전송하는 단계일 수 있다.
상기 전력조류 제어 방법은, 상기 (b) 단계 이전에, 상기 전력조류량 및 상기 계통 데이터 중 적어도 하나가 게이트 오프 조건에 해당하는지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계는, 상기 전력조류량 및 상기 계통 데이터 중 적어도 하나가 상기 게이트 오프 조건에 해당하지 않으면 상기 전력 조류량 및 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 제어 데이터를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (a) 단계는, 상기 계통 데이터를 분석하여 정태 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하거나, 상기 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트 데이터를 분석한 계통 사고에 따라 과도 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 단계일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템의 관리 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템의 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제한 장치를 나타낸 회로도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템을 적용한 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전력조류 제어 시스템
100 : 전력조류 제한 장치
110, 120 : 고주파 필터
130, 140 : 변압기
150 : 전력 전자 소자
200 : 관리 장치
220 : 전력 계통 분석부
230 : 계통 사고 분석부
300 : 제어 장치
320 : 측정기
340 : 아날로그 디지털 변환기
350 : 제어부
360 : 게이트 드라이버
380 : 냉각 장치
390 : 보호 장치
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 전력조류 제어 시스템 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력조류 제어 시스템(10)은 전력조류 제한 장치(100), 관리 장치(200), 제어 장치(300), 냉각 장치(380) 및 보호 장치(390)를 포함한다.
전력조류 제한 장치(100)는 송전단(20) 및 수전단(40)과 직렬로 연결되며, 송전단(20) 및 수전단(40)에 대한 전력조류를 제한한다. 이러한, 전력조류 제한 장치(100)는 제1 및 제2 고주파 필터(110, 120), 제1 및 제2 변압기(130, 140) 및 전력 전자 소자(150)를 포함한다.
제1 고주파 필터(110)는 송전단(20)과 직렬로 연결되며, 송전단(20)에서 흐르는 전력조류의 고조파를 억제하고, 제2 고주파 필터(120)는 수전단(40)과 직렬로 연결되며, 수전단(40)에서 흐르는 전력조류의 고조파를 억제한다. 즉, 제1 및 제2 고주파 필터(110, 120)는 주로 11차, 13차, 23차, 25차 고조파 등을 억제하여 전력계통의 전력품질향상을 도모한다.
제1 변압기(130)는 송전단(20)과 직렬로 연결되며, 송전단(20)에 흐르는 전력조류의 고조파를 억제하게 전압을 높이거나 낮춘다. 제1 변압기(130)는 송전단(20)에 접속하는 송전선로(30)와 연결될 수 있다.
제2 변압기(140)는 수전단(40)과 직렬로 연결되어 수전단(40)에 흐르는 전력조류의 고조파를 억제하고, 승압 또는 강압한다.
제1 및 제2 변압기(130, 140)는 고조파를 억제하고, 전력 전자 소자(150)의 전압 분담을 경감하며 전력조류를 편의하게 제어하기 위해 델타 결선 변압기로 형성될 수 있다. 이때, 제1 및 제2 변압기(130, 140)는 YD-DY, YD-DD, YD-YY, DD-DD 중 어느 하나의 델타 결선 변압기로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 변압기(130, 140)는 3차, 5차 등의 고조파를 충분히 억제할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 변압기(130, 140)와 제1 및 제2 고주파 필터(110, 120) 모두에서 고조파를 억제하므로 송전단(20) 및 수전단(40)에서 흐르는 전력조류에 대한 거의 모든 고조파를 억제할 수 있다.
전력 전자 소자(150)는 송전단(20) 및 수전단(40)과 직렬로 연결되며, 위상각 제어를 통해 전력조류를 제한한다. 즉, 전력 전자 소자(150)는 제어 장치(300)로부터 게이트 신호를 수신되면, 게이트 신호에 의해 턴-온되어 송전단(20) 및 수전단(40)의 위상을 제어해서 송전단(20) 및 수전단(40)에 대한 전력조류를 제한한다.
이때, 전력 전자 소자(150)는 사이리스터(thyristor)일 수 있으며, 사이리스터 중 게이트 턴-온(Gate Turn-On : GTO) 사이리스터일 수 있다. 이렇게 전력 전자 소자(150)를 사이리스터로 이용하는 이유는 전력 전자 소자(150)를 간단히 구성할 수 있고, 운전 손실을 최소화하기 위함이다. 전력 전자 소자(150)인 사이리스터는 대용량의 전력 제어에 적합하고, 턴-오프(turn-off) 신호가 입력되지 않아도 전류가 0이 되면 자동으로 오프되기 때문에 손실이 적다. 즉, 전력 전자 소자(150)는 게이트 신호가 수신되면 턴-온되고, 전류가 0이 되면 턴-오프된다. 전력 전자 소자(150)를 사이리스터를 사용하므로 전력조류 제한 장치(100)는 TCPFL(Thyrister Controlled Power Flow Limiter)로 칭할 수 있다.
관리 장치(200)는 제어 장치(300)와 접속한다. 관리 장치(200)는 외부로부터 계통 데이터를 입력받는다. 관리 장치(200)는 계통 데이터를 이용하여 송전단(20) 및 수전단(40)의 전력조류량을 생성한다. 이때, 전력조류량은 전력조류 제한 장치(100)가 정태일 경우에 전력조류의 용량을 나타낼 수 있다. 이러한, 관리 장치(200)는 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
제어 장치(300)는 관리 장치(200) 및 전력조류 제한 장치(100)와 접속한다. 제어 장치(300)는 관리 장치(200)로부터 전력조류량을 수신한다. 제어 장치(300)는 송전단(20) 및 수전단(40)을 측정한 측정 데이터 및 전력조류량을 이용하여 제어 데이터를 생성한다. 제어 장치(300)는 제어 데이터를 이용하여 전력전류 제한 장치의 전력 전자 소자(150)를 제어하기 위해 게이트 신호를 전력 전자 소자(150)로 발생한다. 이러한, 제어 장치(300)는 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
냉각 장치(380)는 전력조류 제한 장치(100)와 접속한다. 냉각 장치(380)는 전력조류 제한 장치(100)의 전력 전자 소자(150)에서 발생하는 열을 냉각시킨다. 예를 들어, 냉각 장치(380)는 물, 열파이프 등을 이용하여 전력 전자 소자(150)에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다. 이에 따라, 냉각 장치(380)는 전력 전자 소자(150)에서 발생하는 열을 냉각시키므로 전력 전자 소자(150)의 건전성을 확보할 수 있다.
보호 장치(390)는 전력 계통으로부터 전력조류 제한 장치(100)를 보호한다. 즉, 보호 장치(390)는 차단기(Circuit Breaker : CB), 단로기(Disconnecting Switch : DS), 접지 개폐기(Earthing Switch : ES), 변압기 중 적어도 하나를 포함하는 전력 계통의 상태를 판단하여 외부 장치로부터 전력조류 제한 장치(100)를 보호한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템의 관리 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 관리 장치(200)는 수신부(210), 전력 계통 분석부(220), 계통 사고 분석부(230), 전송부(240), 제1 저장부(250) 및 제1 출력부(260)를 포함한다.
수신부(210)는 외부 장치(도시하지 않음)로부터 계통 데이터를 수신한다. 여기서, 외부 장치는 에너지 관리 시스템(Energy Management Systems : EMS), 원방 감시 제어 및 자료 취득 장치(Supervisory Control and Data Acqisition : SCADA), 위상자 측정 시스템(Phasor Measurement System : PMU) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 계통 데이터는 발전하기 위해 필요한 데이터를 나타낸다. 예를 들어, 계통 데이터는 모선 전압 데이터, 모선 전류 데이터, 모선 위상 데이터, 발전력 데이터, 부하 데이터 등을 포함할 수 있다.
수신부(210)는 외부 장치로부터 수신한 계통 데이터를 전력 계통 분석부(220) 및 계통 사고 분석부(230) 중 적어도 하나로 제공한다.
수신부(210)는 보호 계전 장치로부터 사고 발생 이벤트 이벤트를 수신한다. 이때, 사고 발생 이벤트 데이터는 전력조류 제한 장치(100)와 연결된 전력 계통에 발생한 사고에 대한 데이터를 나타내며, 전압 이벤트 데이터, 전류 이벤트 데이터, 위상 이벤트 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다시 말하면, 수신부(210)는 보호 계전 장치의 계전용 변압기(Potential Transformer : PT)로부터 전압 이벤트 데이터를 수신하고, 계전용 변류기(Current Transformer : CT)로부터 전류 이벤트 데이터를 수신한다. 이때, 전압 이벤트 데이터는 순간적으로 전압이 변화하는 량을 나타내며, 전류 이벤트 데이터는 순간적으로 변화하는 전류가 변화하는 량을 나타낸다.
그리고, 수신부(210)는 전압 이벤트 데이터 및 전류 이벤트 데이터를 포함하는 사고 발생 이벤트 데이터를 전력 계통 분석부(220) 및 계통 사고 분석부(230) 중 적어도 하나로 제공한다.
전력 계통 분석부(220)는 계통 데이터를 이용하여 전력조류량을 생성한다. 즉, 전력 계통 분석부(220)는 정태 시 계통 데이터를 이용하여 계통 해석을 수행해서 계통 데이터에 따른 전력조류량을 생성한다. 이때, 전력조류량은 송전단(20) 및 수전단(40)에서 흐르는 전력조류의 용량을 나타낸다. 정태는 전력계통이 불변 부하 또는 극히 서서히 증가하는 부하에 대하여 계속적으로 송수전할 수 있는 상태를 나타낸다.
전력 계통 분석부(220)는 생성한 전력조류량을 제어 장치(300)로 전송하기 위해 전송부(240)로 제공한다.
계통 사고 분석부(230)는 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트 이벤트를 이용하여 전력조류량을 생성한다. 다시 말하면, 계통 사고 분석부(230)는 전압 이벤트 데이터 및 전류 이벤트 데이터를 이용하여 연산해서 위상 이벤트 데이터를 생성한다. 이때, 위상 이벤트 데이터는 순간적으로 위상이 변화하는 량을 나타낸다. 계통 사고 분석부(230)는 계통 해석을 통해 사고 발생 이벤트 데이터 및 계통 데이터를 분석해서 계통 사고를 판단하고, 계통 사고에 따른 전력조류량을 생성한다. 이러한, 계통 사고 분석부(230)에서 생성한 전력조류량은 과도 시에 해당하는 전력조류의 용량을 나타낸다. 이때, 과도는 전력계통에 갑자기 고장 사고와 같은 급격한 외란이 발생한 상태를 나타낸다.
여기서는 위상 이벤트 데이터를 계통 사고 분석부(230)에서 생성하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 전류 이벤트 데이터 및 전압 이벤트 데이터를 이용하여 위상 이벤트 데이터를 생성하면 생성되는 구성 요소는 무관하며, 외부로부터 입력받거나, 제어 장치(300) 또는 다른 구성 요소에서 생성될 수 있다.
계통 사고 분석부(230)는 생성한 전력조류량을 제어 장치(300)로 전송하기 위해 전송부(240)로 제공한다.
전송부(240)는 전력조류량을 제어 장치(300)로 전송한다. 즉, 전송부(240)는 제어 장치(300)와 접속하여 전력 계통 분석부(220) 또는 계통 사고 분석부(230)에서 생성한 전력조류량을 제어 장치(300)로 전송한다.
제1 저장부(250)는 관리 장치(200)의 구성 요소에서 생성한 데이터 및 전력조류량을 생성하기 위해 필요한 데이터를 저장한다. 다시 말하면, 제1 저장부(250)는 수신부(210)로부터 수신한 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트 데이터를 저장할 수 있다. 제1 저장부(250)는 전력 계통 분석부(220)에서 생성한 전력조류량을 저장할 수 있다. 제1 저장부(250)는 계통 사고 분석부(230)에서 생성한 위상 이벤트 데이터, 전력조류량을 저장할 수 있다.
한편, 제1 저장부(250)는 전력 계통 분석부(220), 계통 사고 분석부(230), 전송부(240) 및 제1 출력부(260)의 요청에 따라 필요한 데이터를 제공한다.
제1 출력부(260)는 수신부(210), 전력 계통 분석부(220), 계통 사고 분석부(230), 전송부(240)에서 수행하는 과정 및 결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 제1 출력부(260)는 수신부(210)로부터 수신한 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트 데이터를 표시할 수 있다. 제1 출력부(260)는 전력 계통 분석부(220) 또는 계통 사고 분석부(230)에서 전력조류량을 생성하는 과정 및 전력조류량을 표시할 수 있다. 그리고, 제1 출력부(260)는 사고 발생 이벤트 데이터를 이용하여 사고가 발생한 전력계통 및 사고가 발생한 위치를 표시할 수 있다. 또한, 제1 출력부(260)는 제1 저장부(250)에 저장된 데이터를 표시할 수 있다.
제1 출력부(260)는 수신부(210), 전력 계통 분석부(220), 계통 사고 분석부(230), 전송부(240) 및 제1 저장부(250)에서 발생하는 오류 발생 사항을 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 제1 출력부(260)를 통해 표시된 오류 발생 사항을 확인하고, 오류 발생 사항을 해결할 수 있다.
제1 출력부(260)는 음극선관, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), 유기 발광 장치(Organic Light Emitting Display : OLED), 전기 영동 표시 장치(Electro Phoretic Display : EPD) 및 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel : PDP)과 같은 표시하는 디스플레이장치일 수 있다. 또한, 제1 출력부(260)는 터치 스크린 등으로 구현될 수 있다.
한편, 제1 출력부(260)는 프린트일 수도 있다. 이때, 제1 출력부(260)는 전력 계통 분석부(220) 또는 계통 사고 분석부(230)에서 생성한 전력조류량을 종이와 같은 출력물을 통해 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템의 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제어 장치(300)는 통신부(310), 측정기(320), 아날로그 디지털 변환기(340), 제어부(350), 게이트 드라이버(360), 제2 저장부(370) 및 제2 출력부(375)를 포함한다.
통신부(310)는 관리 장치(200)와 접속하여 관리 장치(200)로부터 전력전류량을 수신한다. 통신부(310)는 관리 장치(200)로부터 수신한 전력전류량을 제어부(350)로 제공한다.
측정기(320)는 송전단(20) 및 수전단(40)을 측정하여 측정 데이터를 생성한다. 이러한, 측정기(320)는 전압 측정부, 전류 측정부, 위상 측정부(335) 및 조류방향 인식부 중 적어도 하나를 포함한다.
전압 측정부는 송전단(20) 및 수전단(40)의 전압을 측정하여 전압 측정 데이터를 생성한다.
전류 측정부는 송전단(20) 및 수전단(40)의 전류를 측정하여 전류 측정 데이터를 생성한다.
위상 측정부(335)는 송전단(20) 및 수전단(40)의 위상을 판단하여 위상 측정 데이터를 생성한다.
조류방향 인식부는 송전단(20) 및 수전단(40)에서 흐르는 전력조류의 방향을 인식하여 조류방향 측정 데이터를 생성한다.
아날로그 디지털 변환기(340)는 측정기(320)에서 생성한 측정 데이터를 변환한다. 즉, 아날로그 디지털 변환기(340)는 전압 측정 데이터, 전류 측정 데이터, 위상 측정 데이터, 조류방향 측정 데이터 중 적어도 하나를 포함하며 아날로그 신호인 측정 데이터를 제어부(350)에서 사용하기 위해 디지털 신호를 변환한다. 아날로그 디지털 변환기(340)는 디지털 신호로 변환한 측정 데이터를 제어부(350)에 제공한다.
제어부(350)는 아날로그 디지털 변환기(340) 및 통신부(310)와 접속한다. 제어부(350)는 통신부(310)로부터 전력조류량을 제공받고, 아날로그 디지털 변환기(340)로부터 변환한 측정 데이터를 제공받는다. 제어부(350)는 전력조류량 및 측정 데이터를 이용하여 전력조류 제한 장치(100)를 제어하도록 제어 데이터를 생성한다. 다시 말하면, 제어부(350)는 전력조류량을 기준으로 측정 데이터에 따라 전력조류 제한 장치(100)의 전력 전자 소자(150)에서 송전단(20) 및 수전단(40)의 위상을 제어하도록 제어 데이터를 생성한다. 이때, 제어 데이터는 전력 전자 소자(150)에 게이트 신호를 공급해야 하는 주기를 나타낸 공급 주기를 포함할 수 있다.
게이트 드라이버(360)는 제어부(350)와 접속하며 제어부(350)로부터 제어 데이터를 제공받는다. 게이트 드라이버(360)는 제어 데이터를 이용하여 게이트 신호를 전력조류 제한 장치(100)로 발생한다. 즉, 게이트 드라이버(360)는 제어 데이터에 포함된 공급 주기에 맞춰 게이트 신호를 전력조류 제한 장치(100)의 전력 전자 소자(150)로 발생한다. 게이트 드라이버(360)는 게이트 신호를 발생하는 신호 발생부(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
제2 저장부(370)는 통신부(310), 측정기(320), 아날로그 디지털 변환기(340), 제어부(350) 및 게이트 드라이버(360)에서 생성한 데이터 및 전력전류 제한 장치를 제어하기 위해 필요한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 제2 저장부(370)는 통신부(310)를 통해 수신한 전력전류량을 저장할 수 있다. 제2 저장부(370)는 측정기(320)에서 생성한 측정 데이터를 저장한다. 즉, 제2 저장부(370)는 전압 측정부에서 생성한 전압 측정 데이터, 전류 측정부에서 생성한 전류 측정 데이터, 위상 측정부(335)에서 생성한 위상 측정 데이터, 조류방향 인식부에서 생성한 조류방향 측정 데이터를 저장할 수 있다. 제2 저장부(370)는 아날로그 디지털 변환기(340)에서 변환한 측정 데이터 및 제어부(350)에서 생성한 제어 데이터를 저장할 수 있다.
한편, 제2 저장부(370)는 통신부(310), 측정기(320), 아날로그 디지털 변환기(340), 제어부(350), 게이트 드라이버(360) 및 제2 출력부(375)에서 데이터를 요청하면 요청하는 데이터를 구성 요소에 제공할 수 있다.
제2 출력부(375)는 제어 장치(300)의 구성 요소에서 수행하는 과정 및 결과를 표시할 수 있다. 다시 말하면, 제2 출력부(375)는 통신부(310)를 통해 수신한 전류조류량 및 측정기(320)에서 생성하는 측정 데이터를 표시할 수 있다. 제2 출력부(375)는 제어부(350)에서 제어 데이터를 생성하는 과정 및 제어 데이터를 표시할 수 있다.
제2 출력부(375)는 전력조류 제한 장치(100)에서 제한하는 송전단(20) 및 수전단(40)에서 흐르는 전력조류의 용량을 표시할 수 할 수 있다. 한편, 제2 출력부(375)는 통신부(310), 측정기(320), 아날로그 디지털 변환기(340), 제어부(350), 게이트 드라이버(360) 및 제2 저장부(370)에서 오류가 발생하면 오류 발생 사항을 표시할 수 있다.
제2 출력부(375)는 데이터를 표시하는 디스플레이장치일 수 있다. 또한, 제2 출력부(375)는 터치 스크린 등으로 구현될 수 있다.
한편, 제2 출력부(375)는 프린트일 수도 있다. 이때, 제2 출력부(375)는 제어 데이터 또는 측정 데이터를 종이와 같은 출력물을 통해 출력할 수 있다.
여기서는 제1 출력부(260) 및 제2 출력부(375)를 구분하여 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 하나의 출력부를 통해 관리 장치(200) 및 제어 장치(300)에서 생성한 데이터 등을 표시할 수 있다. 또한, 제1 출력부(260) 및 제2 출력부(375)처럼 제어 장치(300) 및 관리 장치(200)에 포함되지 않고, 별도의 출력 장치로 구현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류를 제어하는 방법은 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 관리 장치(200)는 계통 데이터를 외부 장치로부터 수신한다(S410). 즉, 관리 장치(200)의 수신부(210)는 EMS, SCADA, PMU 중 적어도 하나를 포함하는 외부 장치로부터 계통 데이터를 수신한다.
관리 장치(200)는 계통 데이터를 이용하여 전력조류량을 생성한다(S420). 다시 말하면, 정태일 경우에 관리 장치(200)의 전력 계통 분석부(220)는 계통 해석을 통해 계통 데이터를 분석하여 송전단(20) 및 수전단(40)에 흐르는 전력조류의 용량을 나타내는 전력조류량을 생성한다. 한편, 과도일 경우(즉, 전력계통에 사고가 발생할 경우)에 계통 사고 분석부(230)는 계통 해석을 통해 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트를 분석하여 계통 사고를 판단한다. 계통 사고 분석부(230)는 계통 사고에 따라 전력조류량을 생성한다. 이때, 계통 사고 분석부(230)는 미리 설정된 테이블을 이용하여 계통 사고에 대한 전력조류량을 생성할 수 있다.
제어 장치(300)는 전력조류량 및 계통 데이터 중 적어도 하나가 게이트 오프 조건에 해당하는지를 판단한다(S430). 즉, 제어 장치(300)의 제어부(350)는 전력조류량이 제어할 수 있는 기준값 이상인지를 판단하고, 계통 데이터를 이용하여 송전선로(30)의 계통 임피던스가 최대값 이상인지, 계통 임피던스가 최소값 이하인지를 판단한다. 여기서, 기준값은 송전단(20) 및 수전단(40)에서 생성할 수 있는 전력조류의 용량을 나타내며, 최대값 및 최소값은 모선에서 사고가 발생하였다는 것을 판단할 수 있는 기준이 되는 값을 나타낸다.
만약, 제어 장치(300)는 전력조류량 및 계통 데이터 중 적어도 하나가 게이트 오프 조건에 해당하면 게이트 신호를 생성하지 않는다(S440). 즉, 제어 장치(300)에서 게이트 신호를 전력 전자 소자(150)에 발생하지 않기 때문에 전력 전자 소자(150)는 턴-오프 상태를 유지한다. 이에 따라, 전력조류 제어 시스템(10)은 과부하 선로에 전력조류 제한 장치(100)를 연결하여 고장시 과부하를 방지하고, 전력조류를 제한하므로 타 송전선로(30)로 전력을 분담할 수 있다. 또한, 전력조류 제어 시스템(10)은 전력조류 제한 장치(100)가 설치된 인근의 전력계통에서 사고가 발생하면 전력조류 제한 장치(100)를 턴-오프하므로 전력조류 제한 장치(100)를 보호하고, 전력조류 제한 장치(100)에 연결된 송전단(20) 및 수전단(40)을 보호할 수 있다.
제어 장치(300)는 전력조류량 및 계통 데이터가 게이트 오프 조건에 해당하지 않으면 전력조류량 및 측정 데이터를 이용하여 제어 데이터를 생성한다(S450). 다시 말하면, 제어 장치(300)의 측정기(320)는 도 5에 도시된 바와 같이 송전단(20) 및 수전단(40)을 측정하여 측정 데이터를 생성한다. 이때, 측정 데이터는 전압, 전류, 위상 및 조류방향을 측정하여 전압 측정 데이터, 전류 측정 데이터, 위상 측정 데이터 및 조류방향 특성 데이터를 포함한다. 제어부(350)는 아날로그 디지털 변환기(340)를 통해 측정기(320)로부터 측정 데이터를 제공받는다. 제어부(350)는 측정 데이터에 포함된 전압 측정 데이터, 전류 측정 데이터 및 위상 측정 데이터를 이용하여 전력 측정 데이터를 생성한다.
제어부(350)는 전력조류량에 대한 전류 기준 데이터 및 전력 기준 데이터를 생성한다. 예를 들어, 제어부(350)는 미리 설정된 테이블을 이용하여 전력조류량에 대한 전류 기준 데이터 및 전력 기준 데이터를 생성할 수 있다. 제어부(350)의 연산부(353)는 도 5에 도시된 바와 같이 전류 기준 데이터(Iref)와 전류 측정 데이터(Imeas)를 비교하여 전류 비교 데이터(Ie)를 생성하고, 전력 기준 데이터(Pref)와 전력 측정 데이터(Pmeas)를 비교하여 전력 비교 데이터(Pe)를 생성한다.
제어부(350)의 PI(Proportional-Integral) 제어기(355)는 전류 비교 데이터(Ie) 및 전력 비교 데이터(Pe) 각각을 PI 제어한다. 제어부(350)의 비교기는 측정기(320)로부터 전압 측정 데이터(V)를 수신하고, 전압 측정 데이터와 전압 기준 데이터를 비교하여 전압 발생 데이터를 생성한다. 제어부(350)의 비교기는 생성한 전압 발생 데이터를 생성부(359)로 제공한다. 이렇게 전압 측정 데이터와 전압 기준 데이터를 비교하는 이유는 송전단(20) 및 수전단(40)이 교류로 흐르기 때문에 전압에 따라 위상이 변하므로 전압에 맞게 제어 데이터를 생성하기 위함이다.
제어부(350)의 생성부(359)는 전압 발생 데이터에 따라 PI 제어기(355)에서 PI 제어한 전류 비교 데이터(Ie) 및 전력 비교 데이터(Pe)를 이용하여 제어 데이터를 생성한다.
여기서는 전류 및 전력 모두를 이용하여 제어 데이터를 생성하는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며 전류 또는 전력을 이용하여 제어 데이터를 생성할 수 있다.
제어 장치(300)는 제어 데이터에 대한 게이트 신호를 전력조류 제어 시스템(10)으로 발생한다(S460). 구체적으로, 게이트 드라이버(360)는 제어 데이터에 포함된 공급 주기에 맞춰 신호 발생부를 통해 게이트 신호를 전력조류 제한 장치(100)의 전력 전자 소자(150)로 발생한다.
전력조류 제한 장치(100)는 게이트 신호를 이용하여 송전단(20) 및 수전단(40)의 전력조류를 제한한다(S470). 즉, 전력조류 제한 장치(100)의 전력 전자 소자(150)는 제어 장치(300)로부터 발생된 게이트 신호에 의해 턴-온되어 송전단(20)과 수전단(40)의 위상을 제어하여 전력조류의 용량을 제한한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제한 장치를 나타낸 회로도이고, 도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템을 적용한 시뮬레이션한 결과를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 도면 번호 600은 본 발명에 따른 전력조류 제한 장치를 시뮬레이션하기 위해 나타낸 회로도이다. 도 7 내지 도 10은 도 6에 도시된 전력조류 제한 장치(600)을 PS-CAD로 시뮬레이션한 결과이다.
송전단의 변압기는 D-Y결선을 하고, 수전단의 변압기는 Y-D결선한다. 위상각은 최소 0deg 에서 최대 60deg로 설계하였다. 위상각이 0deg일 때 전력조류는 100%로 최대가 되고, 60deg일 때 전력조류는 0%로 최소가 된다. 수전단의 부하는 상당 100ohm의 저항을 가정하여 시뮬레이션하였고, 각각의 위상각 변화에 있어 송전단의 발전기 및 수전단의 부하를 변경하지 않고 시뮬레이션을 수행하였다. 변압기의 델타 결선을 통해 3고조파 등을 최소화했고, 델타 결선에서 해소되지 않은 고주파들은 고조파 필터를 통해 해소될 수 있다.
도 7은 위상각이 0deg일 때 수전단의 전압 파형(710), 전류 파형(720), 수전단의 유효전력(730)을 나타낸 그래프이다. 도 7에 도시된 바와 같이 수전단의 유효전력(730)은 440kW로 전력조류는 100%이며, 440kW이다. 그리고, 전압 파형(710) 및 전류 파형(720)의 왜곡은 거의 발생하지 않았다.
도 8은 위상각이 30deg일 때 수전단의 전압 파형(810), 전류 파형(820), 수전단의 유효전력(830)을 나타낸 그래프이다. 도 8에 도시된 바와 같이 수전단의 유효전력(830)은 302kW로 전력조류는 302kW로 제한된다.
도 9는 위상각이 50deg일 때 수전단의 전압 파형(910), 전류 파형(920), 수전단의 유효전력(930)을 나타낸 그래프이다. 도 9에 도시된 바와 같이 수전단의 유효전력(930)은 148kW로 전력조류는 148kW로 제한된다.
도 8 및 도 9에서 수전단의 전압 파형(810), 전류 파형(820), 수전단의 전압 파형(910), 전류 파형(920)이 다소 왜곡되어 있는 것을 볼 수 있는데 이는 송전단 및 수전단에 연결된 고주파 필터를 이용하여 충분히 제거할 수 있다.
도 10은 위상각이 60deg일 때 수전단의 전압 파형(1010), 전류 파형(1020), 수전단의 유효전력(1030)을 나타낸 그래프이다. 도 10에 도시된 바와 같이 수전단의 유효전력(1030)은 0kW로 전력조류는 0kW로 제한된다. 이는 전력 전자 소자의 열(firing)을 제거한 결과와 같다.
이에 따라, 본 발명에 일 실시예에 따른 전력전류 제어 시스템은 송전단 및 수전단의 위상각을 제어하여 송전단 및 수전단에 흐르는 전력조류를 제한할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템은 사이리스터를 이용하여 전력조류를 송전선로 용량의 0~100%를 제어할 수 있으며, 과부하선로에 설치되어 고장이 발생한 경우에 과부하를 방지하고, 전력조류를 제한할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 전력조류 제어 시스템은 송전선로의 과부를 해결하므로 송전계약을 경감시키고, 보다 경제적인 발전 운영이 가능하며, 순환전류로 불필요한 송전손실이 발생하는 개소에 설치하여 순환전류를 억제할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 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. 전력조류를 제어하는 전력조류 제어 시스템에 있어서,
    송전단 및 수전단과 직렬로 연결되며, 상기 송전단 및 수전단에 대한 전력조류를 제한하는 전력전류 제한 장치;
    계통 데이터를 이용하여 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 관리 장치; 및
    상기 관리 장치로부터 수신한 전력조류량 및 상기 송전단 및 상기 수전단을 측정한 측정 데이터를 이용하여 제어 데이터를 생성하고, 상기 제어 데이터를 이용하여 상기 전력전류 제한 장치로 게이트 신호를 발생하는 제어 장치를 포함하는 전력조류 제어 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전력전류 제한 장치는,
    상기 게이트 신호에 의해 턴-온(turn-on)되어 상기 송전단 및 상기 수전단의 위상을 제어해서 상기 송전단 및 상기 수전단에 대한 전력조류를 제한하는 전력 전자 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 전력조류량을 기준으로 상기 측정 데이터에 따라 상기 전력전류 제한 장치를 제어하는 상기 제어 데이터를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 전력 전자 소자에 상기 게이트 신호를 공급해야 하는 주기를 나타내는 공급 주기를 포함하는 상기 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 제어 데이터에 포함된 공급 주기에 따라 상기 게이트 신호를 상기 전력 전자 소자에 발생하는 게이트 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 전력 전자 소자는 사이리스터(thyristor)인 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 측정 데이터를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하고, 상기 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부로 전송하는 아날로그 디지털 변환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 관리 장치는,
    상기 계통 데이터를 분석하여 정태 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 전력 계통 분석부; 및
    상기 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트 데이터를 분석하여 계통 사고를 판단하고, 상기 계통 사고에 따라 과도 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 계통 사고 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 전력전류 제한 장치는,
    상기 송전단 및 수전단 각각에 연결되며, 상기 송전단 및 상기 수전단에 흐르는 전력조류의 고조파를 억제하는 고주파 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 전력전류 제한 장치는,
    상기 송전단 및 수전단 각각에 연결되며, 상기 송전단 및 상기 수전단에 흐르는 전력조류의 고조파를 억제하고, 상기 송전단 및 상기 수전단의 전압을 높이거나 낮추는 변압기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 측정 데이터는 전압 측정 데이터, 전류 측정 데이터, 위상 측정 데이터, 조류방향 측정 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 송전단 및 상기 수전단의 전압을 측정하여 상기 전압 측정 데이터를 생성하는 전압 측정부;
    상기 송전단 및 상기 수전단의 전류를 측정하여 상기 전류 측정 데이터를 생성하는 전류 측정부;
    상기 송전단 및 상기 수전단의 위상을 판단하여 상기 위상 측정 데이터를 생성하는 위상 판단부; 및
    상기 송전단 및 상기 수전단에 흐르는 전력조류의 방향을 인식하여 상기 조류방향 측정 데이터를 생성하는 조류방향 인식부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 전력조류 제한 장치와 접속하며 상기 전력조류 제한 장치에서 발생하는 열을 냉각시키는 냉각 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 전력조류 제한 장치와 접속하며, 상기 전력조류 제한 장치를 보호하는 보호 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 관리 장치는 에너지 관리 시스템(Energy Management Systems : EMS), 원방 감시 제어 및 자료 취득 장치(Supervisory Control and Data Acqisition : SCADA), 위상자 측정 시스템(Phasor Measurement System : PMU) 중 적어도 하나로부터 계통 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 시스템.
  16. 전력조류 제어 시스템이 전력조류를 제어하는 전력조류 제어 방법에 있어서,
    (a) 계통 데이터를 이용하여 송전단 및 수전단의 전력조류량을 생성하는 단계;
    (b) 상기 전력조류량 및 상기 송전단 및 상기 수전단을 측정한 측정 데이터를 이용하여 제어 데이터를 생성하는 단계;
    (c) 상기 제어 데이터를 이용하여 전력전류 제한 장치로 게이트 신호를 발생하는 단계; 및
    (d) 상기 전력전류 제한 장치에 포함된 전력 전류 소자가 상기 게이트 신호에 의해 턴-온(turn-on)되어 상기 송전단 및 상기 수전단에 대한 전력조류를 제한하는 단계를 포함하는 전력조류 제어 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 전력조류량에 따른 전력 기준 데이터 또는 전류 기준 데이터를 생성하는 단계; 및
    (b2) 상기 전류 기준 데이터 또는 상기 전력 기준 데이터를 기준으로 상기 측정 데이터의 전류 측정 데이터 또는 상기 전류 측정 데이터를 이용하여 생성한 전력 측정 데이터에 따라 상기 제어 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 (b2) 단계는,
    상기 전력 기준 데이터와 상기 전력 측정 데이터를 비교하여 전력 비교 데이터를 생성하거나 상기 전류 기준 데이터와 상기 전류 측정 데이터를 비교하여 전류 비교 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 전력 비교 데이터 또는 전류 비교 데이터를 PI(Proportional-Integral) 제어하여 제어 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 전력조류량 및 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 전력 전자 소자에 상기 게이트 신호를 공급해야 하는 주기를 나타내는 공급 주기를 포함하는 상기 제어 데이터를 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 제어 데이터에 포함된 상기 공급 주기에 따라 상기 게이트 신호를 상기 전력조류 제한 장치로 전송하는 단계인 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 방법.
  21. 제16 항에 있어서,
    상기 (b) 단계 이전에,
    상기 전력조류량 및 상기 계통 데이터 중 적어도 하나가 게이트 오프 조건에 해당하는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 전력조류량 및 상기 계통 데이터 중 적어도 하나가 상기 게이트 오프 조건에 해당하지 않으면 상기 전력 조류량 및 상기 측정 데이터를 이용하여 상기 제어 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 방법.
  23. 제16 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 계통 데이터를 분석하여 정태 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하거나, 상기 계통 데이터 및 사고 발생 이벤트 데이터를 분석한 계통 사고에 따라 과도 시 상기 송전단 및 상기 수전단의 전력조류량을 생성하는 단계인 것을 특징으로 하는 전력조류 제어 방법.
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