선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- Data의 통신에서 한걸음 더 나아가서 실시간 통신 여부를 확인하기 위해서 미금 변전소의 실제 설비들을 인 터 치상에서 구현해서 투입에 따른 전압변화를 확인해 보았다. Intouch에서 제어 신호를 보내면 PSS/E에서 그 신호에 따라 조류계산을 실행하고 그 결과값을 Intouch로 보내는 과정이 자동으로 실시간 이루어진다.
- 과거의 계통 상황을 기록해 놓고 필요 할 때 확인해봄으로써 미래의 계통 상황을 예측 할 수 있게 해준다.
제안 방법
- 이용하였다. API 기능에서 PSS/E와 Python과의 호환이 된다는 점을 이용하여 PSS/E의 CLI에서 Python 코딩 프로그램을 실행시켰다.
- 위해 Python 언어로 프로그램을 코딩하였다. DB는 SQL 을 사용하였으며 최종적으로 계통해석을 시각화하고 제어할 수 있는 HMI는 Intouch로 구현하였다.
- Data의 통신을 확인하기 위해 PSS/E에서 조류계산한 값과 SQL DB의 Data 그리고 InTouch 화면상에 나타난 Data 값들을 비교해 보았다. PSS/E에서 조류계산 된 전압값을 DB에 올려주고 그 값을 Intouch 상에서 불러와서 화면에 나타내어 주는 과정이 Python으로 코딩한 프로그램과 인터치 스크립터에서 코딩한 프로그램으로 자동으로 이루어진다.
- Intouch-PSS/E 시스템으로 미금 변전소와 인근 계통 상황을 실시간으로 해석하고 Intouch내부의 알고리즘과 외부기능을 이용하여 제어 및 관측을 함으로써 HMI를 구현하였다. 이 시스템의 효용성을 검증하기 위해 기존의 실시간 시뮬레이터인 RTDS와 비교해 보았다.
- H/W 호환 부분에서 RTDS 시스템은 매우 고가의 고성능 하드웨어를 사용하여 개발되었기 때문에 적은 규모의 전력 시스템을 모의하기 위해서도 많은 설치 비용이 드는 문제점이 있고 시뮬레이터를 구성하는 대부분의 하드웨어나 프로세서가 시뮬레이션 목적만을 위한 전용 장비들이기 때문에 고가의 고성능 시스템을 다른 목적에 사용하기가 사실상 불가능하여 장비의 활용 효율이 떨어지게 된다. 그에 반에 Intouch-PSS/E 시스템은 전압 전류 인가장치, IED, 통신 제어장치와 Intouch-PSS/E와의 제어 신호를 이용하여 쉽게 연결되고 동작하도록 개발하였다.
- 본 연구에서는 주로 공장 자동화에 사용 되어온 InTouch 를 계통해석 소프트웨어와 접목 시킴으로써 실시간 계통 해석 HMI를 구현하였다. 전력조류계산 소프트웨어는 PSS/E 를 사용하였으며 언어는 Python, HMI 프로그램은 Intouch, DB는 MS SQL을 사용하였다.
- 사용자가 변전소 내부 어플리케이션의 투입에 따른 전압값의 변화뿐만 아니라 계통 전체의 변화도 확인할 수 있게 개발하였다. 최종적으로 계통해석의 시각화를 통한 HMI를 구현하였다.
- 개발 하였다. 실시간 Data 통신을 위한 Intouch와 PSS/E 간의 연결은 DB를 매개체로 Python과 Intouch 스크립터로코딩한 알고리즘으로 구현하였다. 그림 2는 앞서 언급한 소프트웨어들을 이용하여 실시간 전력계통 해석을 위한 HMI 과정을 모식도로 나타낸 것이다.
- 실시간 계통해석과 함께 기존의 공급자 중심의 계통해석시뮬레이터를 사용자 중심으로 바꿔줌으로써 HMI를 구현하였다. 전력해석 엔진을 기반으로 InTouch상에서 사용자의 편의에 맞게 시스템을 설계, 변경할 수 있었고 이는 계통해석의 시각화로 이어졌고 다양한 기능들을 이용하여 계통해석을 보다 쉽고 정확하게 해주었다.
- 이 과정은 주어진 초기 전압에 따라 Intouch 내부 알고리즘에서 수행되어 자동으로 전압 값이 변화게 된다. 실시간 전압이 바뀌는 모습을 시각화하기 위해서 Intouch에서 Real-Time Trend를 구성하였다. 그림 9는 가로축의 시간 변화에 따라 세로축의 전압값의 변화를 나타낸 것으로 08:52:00에 전압값이 일정하다가 08:52:20경에 전압값이 변하는 것을 볼 수 있다.
- 실제 현장에서 사용되어지고 있는 SCADA SYSTEM의 운용 알고리즘과 본 연구에서 개발한 InTouch-PSS/E 제어알고리즘을 비교 분석해 보았다.
- 어플리케이션 투입에 따른미금 변전소의 전압제어와 함께 계통 전체의 변화를 해석하기 위해서 각각의 모선의 전압, 무효전력, 유효전력을 나타냈다. 사용자가 변전소 내부 어플리케이션의 투입에 따른 전압값의 변화뿐만 아니라 계통 전체의 변화도 확인할 수 있게 개발하였다.
- 위의 그림 3은 PSS/E 조류계산 결과와 Intouch 화면상의 Data 값의 일치여부를 확인하기 위해 PSS/E Diagram으로미금 인근 45모선을 모델링 하였다.
- 전력조류계산 소프트웨어는 PSS/E 를 사용하였으며 언어는 Python, HMI 프로그램은 Intouch, DB는 MS SQL을 사용하였다. 이 시스템의 테스트를 위해미금 인근 지역 계통과 미금 변전소를 모델링하고 시뮬레이션 해 보았다.
- 이 시스템의 효용성을 검증하기 위해 기존의 실시간 시뮬레이터인 RTDS와 비교해 보았다. RTDS는 하드웨어와 소프트웨어가 함께 구성되어 있는 고속의 전용 프로세서로 분산 병렬 시스템이다.
- 이를 해결하기 위하여 DB를 이용하여 기존의 조류계산 엔진과 HMI 소프트웨어를 연결해서 실시간 계통해석 시스템을 개발하였다. DB를 이용한 소프트웨어간의 통신기술 발달은 전산업분야에 걸쳐 나타나고 있다.
- 이를위해 실제 미금 변전소의 실제 계통 상황을 Intouch-PSS/E 시스템상에서 구현하여 실시간 시뮬레이션 하였다.
- 제어와 계통 해석의 시각화를 통한 HMI 과정은 Intouch 로 개발 하였다. 실시간 Data 통신을 위한 Intouch와 PSS/E 간의 연결은 DB를 매개체로 Python과 Intouch 스크립터로코딩한 알고리즘으로 구현하였다.
- 사용자가 변전소 내부 어플리케이션의 투입에 따른 전압값의 변화뿐만 아니라 계통 전체의 변화도 확인할 수 있게 개발하였다. 최종적으로 계통해석의 시각화를 통한 HMI를 구현하였다.
- RTDS는 하드웨어와 소프트웨어가 함께 구성되어 있는 고속의 전용 프로세서로 분산 병렬 시스템이다. 표1은 RTDS 와 In touch-PSS/E를가격과 기능 그리고 각 소프트웨어와 하드웨어와의 호환을 중심으로 비교해 보았다.
- 현장 상황과 일치하게 어플리케이션을 구성하였고 그 투입과 차단에 따른 전압 변화를 확인할 수 있게 하였다. 사용자가 어플리케이션을 투입 차단하면 신호와 함께 변화된 값이 DB로 올라가고 Python으로 코딩한 프로그램에서 제어 신호를 인식해서 PSS/E로 Data를 올려 주고 조류계산 명령을 내린다.
대상 데이터
- 실계통도와 동일하게 구현되도록 2008년 미 금인 근 계통 Data를 이용하여 시뮬레이션 하였다.
데이터처리
- 실시간 전력계통해석 엔진의 개발을 위해 계통해석 프로그램으로 PSS/E를 이용하였고, PSS/E Data를 통신 시켜주기 위해 Python 언어로 프로그램을 코딩하였다. DB는 SQL 을 사용하였으며 최종적으로 계통해석을 시각화하고 제어할 수 있는 HMI는 Intouch로 구현하였다.
이론/모형
- SCADA 시스템의 실시간 data 취득 및 제어 알고리즘을 Intouch - PSS/E 시스템에 적용하기 위해 먼저 DB는 SQL 을 사용하였다. 조류계산엔진은 계통해석과 과도현상 해석 및 고장계산이 가능한 PSS/E를 사용하였다.
성능/효과
- 기능면에서 비교해보면 RTDS는 계전기 시험, 각종 Controller시험, FACTS (SVC, UPFC, TCSC등), HVDC 시뮬레이션, 각종 전력계통 과도현상 시뮬레이션 및 교육, 훈련 발전기 다이나믹 시뮬레이션 및 Control등의 기능이 있고, Intouch-PSS/E도 과도현상 해석, 과도해석, 각종 어플리케이션의 설치에 따른 시뮬레이션이 가능하다. 가격대비 성능 면에서 Intouch-PSS/E가 경쟁력이 있다고 볼 수 있다.
- 전력해석 엔진을 기반으로 InTouch상에서 사용자의 편의에 맞게 시스템을 설계, 변경할 수 있었고 이는 계통해석의 시각화로 이어졌고 다양한 기능들을 이용하여 계통해석을 보다 쉽고 정확하게 해주었다. 또한 객체지향적(Object Oriented Programming)으로 시스템 개발이 이루어지게 되어있어 시스템 설계 변경시 편의성을 도모할 수 있게 해주었다. 상용제품들은 패키지화 되어 있어 주어진 환경에 서만 사용 가능하고 외부 환경의 변화에 능동적으로 대처하지 못한다는 관념을 깨고, HMI 소프트웨어와의 연동을 통해 사용자가 직접 시스템의 설계, 변경을 자유롭게 할 수 있게 해주었다.
- 또한 객체지향적(Object Oriented Programming)으로 시스템 개발이 이루어지게 되어있어 시스템 설계 변경시 편의성을 도모할 수 있게 해주었다. 상용제품들은 패키지화 되어 있어 주어진 환경에 서만 사용 가능하고 외부 환경의 변화에 능동적으로 대처하지 못한다는 관념을 깨고, HMI 소프트웨어와의 연동을 통해 사용자가 직접 시스템의 설계, 변경을 자유롭게 할 수 있게 해주었다.
- 이로써 각각의 소프트웨어간의 Data의 통신이 이루어진다는 것을 확인할 수 있었다.
- 전력해석 엔진을 기반으로 InTouch상에서 사용자의 편의에 맞게 시스템을 설계, 변경할 수 있었고 이는 계통해석의 시각화로 이어졌고 다양한 기능들을 이용하여 계통해석을 보다 쉽고 정확하게 해주었다. 또한 객체지향적(Object Oriented Programming)으로 시스템 개발이 이루어지게 되어있어 시스템 설계 변경시 편의성을 도모할 수 있게 해주었다.
후속연구
- 그로 인해 계통해석 소프트웨어 의사용 범위도 점차 확대될 것이다. 더 나아가서 계통감시, 제어, 실시간 DB, I/O서버, 일괄처리 및 추적기능을 하나로 통합하여 사용할 수 있게 해줌으로써 사용자에게 계통관리의 효율성과 편의성을 제공할 것이다.
- 현장의 스카다 시스템을 정확히 해석하기 위하여 모선, 뱅크 그리고 변전소 연계 배전선로 등의 고장 및 이상상태 등을 모의할 수 있는 실시간 시뮬레이터가 필요하다. 또한 컴퓨터 및 기기간 통신에 의한 시뮬레이션이 광범위하게 확대되고 있는 추세에서 계통 해석 시뮬레이터의 연동을 통한 HMI 구현이 실시간 계통해석과 더불어 정확한 계통 해석에 기반이 될 것이다. 그러나 아직도 많은 기존 계통해석 프로그램들은 상당히 복잡하고 다른 소프트웨어와의 연동이 어렵기 때문에, 이들 프로그램에 HMI를 도입하는 것은 상당한 비용과 시간을 소모한다.
- 본 연구에서 실행된 실시간 계통해석과 HMI 기법을 통해 새로운 기기의 테스트 및 제어 파라미터 설정을 가능하게 해주고 실제 계통해석 관련 상용 패키지들의 Upgrade가 쉽게 이루어질 것이다. 그로 인해 계통해석 소프트웨어 의사용 범위도 점차 확대될 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.