[논문]Dynamic Link Library 기법을 이용한 과전류 계전기 모델링

성노규; 서훈철; 여상민; 김철환

Dynamic Link Library 기법을 이용한 과전류 계전기 모델링
The Modeling of OverCurrent Relay using Dynamic Link Library 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.58 no.6, 2009년, pp.1065 - 1070

성노규 (성균관대 정보통신공학부) , 서훈철 (기초전력연구원 전력시스템연구실) , 여상민 (성균관대 정보통신공학부) , 김철환 (성균관대 정보통신공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presents the new technique of modeling using Dynamic Link Library(DLL) in ElectroMagnetic Transients Program - Restructured Version(EMTP-RV) in which we have simplified the procedures of OverCurrent Relay(OCR) modeling. The DLL function is designed to allow EMTP-RV users to develop advanced program model modules and interface them directly and intimately with the EMTP-RV engine. The modeled OCR is verified by simulating the various fault cases in the distribution system. Also, the performance for the modeling of OCR using DLL is compared with that of the method using the control components of EMTP-RV and using EMTP/MODELS. The results show the validity of modeled OCR and the effectiveness of the method using DLL function.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 EMTP-RV의 DLL 기능을 활용하여 과전류 계전기를 구현하였으며, 한국전력공사 실 배전 계통 모델을 이용하여 구현한 계전기의 동작을 검증하였다. 또한, DLL 모델링 방법의 효율성을 검증하기 위하여 컨트롤 소자를 이용한 방법, EMTP/MODELS를 이용한 방법과 장단점을 비교분석하였다.
본 논문에서는 EMTP/MODELS와 같은 사용자 정의가 가능한 EMTP-RV 내의 DLL에 대한 소개 및 DLL로 과전류 계전기를 구현하였으며, 동작의 적절성을 각 고장 종류에 대해 검증하였다. 또한 구현한 계전기를 기존의 다른 방법으로 모델링된 계전기와 비교함으로써 DLL을 이용한 모델링 방법의 효율성을 보였다.

제안 방법

DLL을 이용한 구현방법의 성능 평가를 위하여, 기존의 EMTP-RV 내의 컨트롤 소자를 이용한 방법, EMTP/ MODELS를 이용한 방법과 성능을 비교하였다.
DLL을 이용한 방법, EMTP-RV의 컨트롤 소자를 이용한 방법, EMTP/MODELS를 이용한 방법에 대한 각각의 장단점을 'Core Code 접근성', '신소자 생성여부', '모델링 용이성', '프로그램 언어 가용성', '디버깅여부', '모의시간' 등에 대하여 각 항목별로 비교하였다. 표 3은 표 2의 Case 6에 대하여 모의시간을 비교하였다.
EMTP 내의 MODELS를 이용하여 과전류계전기를 모델링하였다. 모델링 방법 및 동작 검증은 참고문헌 [10]에 나타나 있다
구현된 과전류 계전기의 동작 검증을 위하여 참고문헌 [10]의 실 배전계통을 이용하였고 표 2에서 제시된 선로 고장을 모의하였다. 고저항 고장을 모의하기 위하여 Case 5, 6 에서는 고장저항 100[Q]을 적용하였다.
또한, DLL 모델링 방법의 효율성을 검증하기 위하여 컨트롤 소자를 이용한 방법, EMTP/MODELS를 이용한 방법과 장단점을 비교분석하였다.
구현한 과전류 계 전기의 동작특성은 크게 순시 특성과 한시 특성으로 구분되며, 순시 특성의 경우 3 cycles 내에, 한시 특성의 경우 식 (1) 에 의해 계산된 시간 후에 동작한다. 또한, 사용자의 선택에 따라 세부적으로 강반한시 특성과 반한시 특성으로 구분되어 사용되도록 구현하였다. 식 (1)은 한시 특성에서의 계전기 동작 시간을 나타낸다[9T0].
본 논문에서 DLL을 이용하여 구현한 과전류 계전기의 동작을 검증하기 위하여 EMTP-RV에서 모델링한 계통모델과 DLL을 이용하여 모델링된 계전기의 화면은 그림 4와 같다.
다양한 프로그램언어가 사용될 수 있다. 본 논문에서는 Compaq Visual Fortran을 사용하여 DLL 파일을 생성하였다.

이론/모형

DLL로 구현한 과전류 계전기는 한국전력공사 과전류 계전기 표준규격 에 따라 모델링되었다. 구현한 과전류 계 전기의 동작특성은 크게 순시 특성과 한시 특성으로 구분되며, 순시 특성의 경우 3 cycles 내에, 한시 특성의 경우 식 (1) 에 의해 계산된 시간 후에 동작한다.

성능/효과

. EMTP-RV 내의 플러그인 표준방식을 따름으로써 DLL과 EMTP-RV Core Code 간의 링크 문제를 해결할 수 있다.
검증하였다. 또한 구현한 계전기를 기존의 다른 방법으로 모델링된 계전기와 비교함으로써 DLL을 이용한 모델링 방법의 효율성을 보였다.
상기와 같은 특징 및 구조를 가진 DLL 을 활용하여 EMTP-RV 개발자와 동일하게 소자들을 모델링하고 이용할 수 있으며, 새로운 문제 해결 기법과 매우 큰 실제 계통을 EMTP-RV 내에 구현하여 새로운 설비들을 모델링하고 결과를 검증할 수 있다.

후속연구

향후 본 연구를 기반으로 다양한 전력계통의 소자 및 현상 등을 모의함에 있어 그 활용도가 예상된다.

참고문헌 (10)

정태영, 백영식, '마이크로그리드 적용을 위한 마이크로 터빈 기반 마이크로소스의 ETMP 모델링과 동특성 시뮬레이션', Trans. KIEE. Vol. 58, No.1, pp.42-47, Jan. 2009

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J.A. Martinez, D. Durbak, B. Gustavsen, B. Johnson, J Mahserediian, B. Mork, R. Walling, 'Parameter Determination for Modeling System Transients, Part VI: Circit Breakers', IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 20, No.3, pp.2079- 2085, July 2005

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DCG-EMTP(Development coordination group of EMTP) Version EMTP-RV, Electromagnetic Transients Program. [Online]. Available http://www.emtp.com
Jean Mahserediian, Laurent Dube, Ming Zou, Sebastien Dennetiere, Geza ) os, 'Simultaneous Solution of Control System Equations in EMTP', IEEE Trans. on Power System, Vol. 21, No.1, pp. 117-124, February 2006

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김용성, 'Visual C++ 6 완벽가이드', 영진출판사, 2000
한국전력공사 표준규격 ES 155-007
N.K. Seong, Y.J, Lee, S.M. Yeo, C.H. Kim, M.H. Lee, 'A Study of the Effect of Harmonics on the Misoperation of a Protective Relay', International Conference on Electrical Engineering (ICEE), July 2008

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