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KR101667832B1 - 전력 계통 감시 및 제어시스템에서 고장전류 제어 방법 - Google Patents

전력 계통 감시 및 제어시스템에서 고장전류 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차단기, 개폐기, 발전기, 송전선로, 변압기 등에 대한 정보를 데이터베이스로 구축하고 전력 에너지 생산, 전달, 소비에 대한 정보를 취득 및 제어하기 위한 시스템에서 정격용량 산정 및 고장전류 저감방법에 관한 것이다.
원격제어시스템으로부터 데이터를 취득하고, 상기 취득된 데이터로부터 산정된 차단기의 정격용량을 기초하여 기 설정된 상정고장 리스트 중 우선순위의 상정고장을 선택하는 단계;상기 선택된 상정고장에 따라 상기 상정고장의 원인 설비를 검색하는 단계; 상기 검색된 설비에 대한 파라미터값을 조정하거나 차단기의 조합을 변경하는 단계; 상기 파라미터값이 조정된 설비 또는 조합이 변경된 차단기에 대한 토폴로지 해석 및 조류 해석을 수행하는 단계; 상기 토폴로지 해석 및 조류해석에 따른 고장전류를 산정하는 단계;를 포함한다.

Description

전력 계통 감시 및 제어시스템에서 고장전류 제어 방법{Apparatus and method for correcting of acquired data}
본 발명은 차단기, 개폐기, 발전기, 송전선로, 변압기 등에 대한 정보를 데이터베이스로 구축하고 전력 에너지 생산, 전달, 소비에 대한 정보를 취득 및 제어하기 위한 시스템에서 정격용량 산정 및 고장전류 저감방법에 관한 것이다.
취득 데이터 및 제어 시스템(EMS, SCADA, AMI 등)을 구축하기 위해서는 하드웨어 RTU, 데이터베이스, 해석용 어플리케이션, 시스템 보안의 개발이 필수적이다. 특히, 국가 전력계통의 안정성과 경제성 확보를 위해 첨단 IT기술과 고급 전력계통 응용기술이 통합된 EMS는 천만 KW이상의 전력 계통 운영에 반드시 필요하며, 스마트 그리드의 요소기술이자 정보 집합체이다
전력계통 광역화, 대규모 발전설비 연계, 기상이변 등 실시가 계통운영 취약성은 가속화와 복잡화로 전통적인 방법에 의한 국가 송전망 운영과 검토는 한계에 이르렀다. 이러한 한계를 극복하고 시시각각 변화하는 전력 계통의 운전 상태를 반영하여 계통의 건전성을 평가하고 취약부분에 대한 대책을 수립하여 국가 송전망 운용에 있어서 필수적인 기능(상태 추정, 조류계산 등이다.
도 1은 종래의 데이터 취득 및 제어 시스템에서 고장전류 해석을 위한 동작 흐름도이다.
데이터 취득 시스템은 SCADA(Supervisor Control and Data Acquisition)와 발전소 및 변전소에 설치된 RTU(Remote Terminal Unit)로부터 아날로그 및 디지털의 실시간 데이터를 취득하고 상기 취득된 데이터는 실시간 데이터 베이스에 저장된다.(105단계)
실시간 데이터베이스에 저장된 데이터는 계통해석 데이터베이스로 이동하여 해석을 위한 물리적 노드 기반의 정보를 전기적 모선 기반으로 변경하여 토폴로지 해석을 수행한다.(110단계)
토폴로지 해석된 데이터는 현장 데이터 취득용 RTU, 모뎀, 통신장비의 오류로 인한 부정확한 데이터를 보정하고 미취득 자료의 추정값을 제공하기 위한 상태추정을 수행한다.(115단계)
임의의 계통에 의해 평형 및 불평형 사고를 가정하여 고장 점 및 그 외 모선 또는 선로에 기대되는 전아 및 전류를 계산하여 (120단계) 차단기의 정격 용량을 산정한다.(125단계)
상기 산정된 차단기의 정격 용량에 대하여 기 설정된 용량을 초과하였는지 판단하고,(130단계) 판단 결과에 따른 알람을 수행한다.(135단계)
상기와 같이 종래의 시스템에 설치된 취득 데이터 관리 및 제어 시스템은 고장전류 해석을 통해 차단기 정력용량을 선정하였으며 선정 결과에 따른 차단기 용량에 따른 알람을 발생하도록 하고 있다.
종래의 시스템은 설비 탈락, 차단기 동작 등에 따른 이벤트 발생에 대한 차단기의 정격용량을 산정할 수 없다. 또한 다양한 고장을 고려하여 정격용량을 산정할 수 없기 때문에 고장 발생시 이를 해결할 수 있는 권고 방안을 제안할 수 없다.
본 발명은 다양한 고장을 고려하여 차단기의 정격용량을 산정할 수 있도록 하기 위한 전력 계통 감시 및 제어시스템에서 고장전류 저감 방법을 제공한다.
또한 본 발명은 다양한 고장 발생을 고려하여 고장 발생의 원인 및 그에 따른 해결 방안을 용이하게 획득할 수 있도록 하기 위한 전력 계통 감시 및 제어시스템에서 고장전류 저감 방법을 제공한다.
본 발명이 일 실시 예에 따른 전력 계통 감시 및 제어시스템에서 고장전류 제어 방법은 원격제어시스템으로부터 데이터를 취득하고, 상기 취득된 데이터로부터 산정된 차단기의 정격용량을 기초하여 기 설정된 상정고장 리스트 중 우선순위의 상정고장을 선택하는 단계;상기 선택된 상정고장에 따라 상기 상정고장의 원인 설비를 검색하는 단계; 상기 검색된 설비에 대한 파라미터값을 조정하거나 차단기의 조합을 변경하는 단계; 상기 파라미터값이 조정된 설비 또는 조합이 변경된 차단기에 대한 토폴로지 해석 및 조류 해석을 수행하는 단계; 상기 토폴로지 해석 및 조류해석에 따른 고장전류를 산정하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따르면, 취득 데이터 장치를 통해 취득된 데이터를 이용하여 고장전류 해석을 수행하고, 그에 따른 차단기의 정격용량을 산정하여 발생 가능한 고장들에 상정고장 및 고장전류 해석을 통해 고장용량을 저감할 수 있도록 하는 효과를 가지고 있다.
또한 본 발명은 발생 가능한 고장들에 해당하는 권고 방안을 선정하여 차단기의 보호협조를 고려하며 계전기의 동작값 설정을 용이하게 할 수 있는 효과를 가지고 있다.
도 1은 종래의 데이터 취득 및 제어 시스템에서 고장전류 해석을 위한 동작 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차단기 정격용량 산정을 위한 동작 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고장전류 저감을 위한 권고방안 선정 동작 흐름도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차단기 정격용량 산정을 위한 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 데이터 취득 시스템은 상위 시스템인 SCADA, RTU, AMI등으로부터 아날로그 및 디지털 데이터를 취득하고 상기 취득된 데이터를 데이터베이스에 저장한다.(202단계)
시스템은 상기 저장된 취득데이터와 데이터베이스에 기 저장된 취득 데이터를 기초하여 물리적 기반의 시스템 정보로 구성한다.(204단계)
시스템은 상기 취득 데이터를 참조하여 상위 시스템에 연결된 장비의 오류로 인한 부정확한 측정데이터를 보정하고, 미취득된 데이터의 추정값을 연산한다.(206단계)
시스템은 상기 추정된 미취득 데이터의 추정값에 따라 고장전류해석을 통해(208단계) 차단기의 정격용량을 산정한다.(214단계)
시스템은 기 설정된 상정고장 리스트를 이용하여 개별 상정고장에 대한 해석을 수행한다.(210단계)
상기 해석된 상정고장에 대하여 시스템은 고장전류를 해석하고(212단계) 상기 고장전류에 따른 차단기 용량을 산정한다.(214단계)
시스템은 상기 계산된 차단기 정격용량이 설치된 차단기의 정격용량의 초과여부를 판단하고(216단계) 기준 정격용량이 초과된 경우 알람을 발생한다.(218단계) 시스템은 상2기 알람 발생 시 고장전류 해석에 다른 정격용량 초과에 대한 정보(save case)를 저장할 수 있다.(220단계)
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고장전류 저감을 위한 권고방안 선정 동작 흐름도이다,
도 3을 참조하면, 시스템은 도 2에서 산출된 차단기 정격용량이 발생하면 상정고장 리스트 중 우선순위의 상정고장을 선택한다.(302단계) 즉, 기 설정된 상정고장 리스트 중 상정고장의 레벨이 설정된 경우 최상위의 상정고장 레벨을 가지는 상정고장을 선택할 수 있다.
시스템은 상기 선택된 우선순위의 상정고장에 대하여 상기 상정고장의 원인으로 작용하는 설비를 확인한다.(304단계) 시스템은 상기 우선순위의 상정고장을 포함하는 설비에 대한 파라미터 값을 조정하게 된다.(306단계)
반면 시스템은 상기 선택된 우선순위 상정고장에 따른 차단기 조합을 변경 조작을 수행한다. 즉, 시스템은 상기 선택된 상정고장에 따른 차단기의 조합 형태를 확인하고, 조합을 변경하고자 하는 차단기를 선택한다.(308단계) 시스템은 상기 선택된 차단기의 조합을 변경한다.(310단계)
시스템은 상기 파라미터 값이 조정된 상정고장을 포함하는 설비 및 조합이 변경된 차단기에 대한 토폴로지 해석(312단계) 및 조류 해석(314단계)를 수행한다.
상기 토폴로지 해석 및 조류 해석 결과에 따라 고장 전류 해석을 수행하고(316단계) 상기 고장전류해석을 통해 차단기의 정격용량을 산정한다.(318단계)
시스템은 상기 계산된 차단기의 정격용량이 설치된 차단기이 정격용량을 초과하였는지를 판단한다.(320단계) 시스템은 상기 차단기가 정격용량이 초과된 경우 상기 초과된 정격용량의 정보 및 해당 차단기의 상태 정보를 상기 차단기를 포함하는 시스템 및 모니터링 시스템으로 전송할 수 있다.(322단계)
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 원격제어시스템으로부터 데이터를 취득하고, 상기 취득된 데이터로부터 산정된 차단기의 정격용량을 기초하여 기 설정된 상정고장 리스트 중 우선순위의 상정고장을 선택하는 단계;
    상기 선택된 상정고장에 따라 상기 상정고장의 원인 설비를 검색하는 단계;
    상기 검색된 설비에 대한 파라미터값을 조정하거나 차단기의 조합을 변경하는 단계;
    상기 파라미터값이 조정된 설비 또는 조합이 변경된 차단기에 대한 토폴로지 해석 및 조류 해석을 수행하는 단계;
    상기 토폴로지 해석 및 조류해석에 따른 고장전류를 산정하는 단계;를 포함하는
    고장전류 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차단기의 정격용량을 산정하는 단계는
    원격제어 시스템으로부터 데이터를 취득하는 단계;
    상기 취득된 데이터와 데이터베이스에 기 저장된 데이터를 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라 미취득된 데이터의 추정값을 연산하는 단계;
    상기 연산된 추정값에 따라 고장 전류해석 또는 상정고장 해석을 수행하여 차단기의 정격용량을 산정하는 단계;를 포함하는
    고장전류 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상정고장 해석을 수행하는 단계는
    기 설정된 상정고장 리스트를 이용하여 개별 상정고장에 대한 해석을 수행하는 단계;
    상기 해석된 상정고장에 대하여 시스템의 고장전류를 해석하는 단계;를 포함하는
    고장전류 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산정된 차단기의 정격용량에 대하여 기 설정된 차단 정격용량 기준값을 초과하는 지를 판단하는 단계;
    상기 산정된 차단기의 정격용량이 상기 기준값을 초과하면 알람을 발생하는 단계;를 더 포함하는
    고장전류 제어 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 산정된 차단기의 정격용량 및 차단기의 상태 정보(savecase)를 데이터베이스화하여 저장하는 단계;를 더 포함하는
    고장전류 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 알람을 해당 원격제어시스템으로 전송하는 단계;를 더 포함하는
    고장전류 제어 방법.
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