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KR101514999B1 - Method and system for self-checking and self-separating of fault section by using smart protection devices in a power distribution system - Google Patents

Method and system for self-checking and self-separating of fault section by using smart protection devices in a power distribution system Download PDF

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KR101514999B1
KR101514999B1 KR1020130129071A KR20130129071A KR101514999B1 KR 101514999 B1 KR101514999 B1 KR 101514999B1 KR 1020130129071 A KR1020130129071 A KR 1020130129071A KR 20130129071 A KR20130129071 A KR 20130129071A KR 101514999 B1 KR101514999 B1 KR 101514999B1
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KR
South Korea
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smart
protection device
fault
current
failure
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KR1020130129071A
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Inventor
고윤석
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남서울대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method and system for self-checking and self-separating of a fault section by using smart protection devices in a power distribution system, and, in particular, to a method and system for self-checking and self-separating of a fault section by using smart protection devices in a power distribution system, by which, when an arbitrary breakdown occurs on a smart power distribution grid system having distributed resources, each smart protection device experiencing a fault current performs a high-speed information exchange with other smart devices on lines without any interference of a central controller, on the basis of a high-speed data communications ability; after collecting fault information such as a current direction as well as a voltage value and a current value, it is rapidly determined that a magnetic protection section is a fault section; and the fault section is accurately separated, so that the time of separating the fault section can be minimized.

Description

배전계통에서 스마트 보호기기를 이용한 자율적 고장구간 확인 및 분리 방법 및 그 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR SELF-CHECKING AND SELF-SEPARATING OF FAULT SECTION BY USING SMART PROTECTION DEVICES IN A POWER DISTRIBUTION SYSTEM}[0001] METHOD AND SYSTEM FOR SELF-CHECKING AND SELF-SEPARATING OF FAULT SECTION BY USING SMART PROTECTION DEVICES IN A POWER DISTRIBUTION SYSTEM [0002]

본 발명은 배전계통에서 스마트 보호기기를 이용한 자율적 고장구간 확인 및 분리 방법 및 그 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 새로운 분산전원을 가지는 스마트 배전 그리드 시스템에서 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 감지하면, 스마트 배전 그리드 시스템의 양방향 통신 기능을 이용하여 보호기기 스스로 고장구간을 판단하고, 해당 고장구간을 배전 시스템에서 분리할 수 있는 자율적 고장구간 확인 및 분리 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for identifying and isolating an autonomic fault zone using a smart protection device in a power distribution system, and more particularly, to a smart distribution grid system having a new distributed power source, The present invention relates to a method and system for identifying and isolating an autonomic fault section that can determine a fault section by itself using a bi-directional communication function of a smart distribution grid system and isolate the fault section from the power distribution system.

최근 지구온난화를 극복하기 위해 에너지 발전 비중을 높이고 에너지 이용 효율성을 제고할 수 있도록, 분산전원이 도입되고 설비 간 양방향 통신이 가능하도록 구성된 스마트 배전 그리드 시스템에 큰 관심이 집중되고 있다. 지금까지 중앙 제어기반의 배전 자동화 시스템은 수지상 구조를 가지는 배전계통에 대해 나름대로 전력공급 신뢰도를 개선하는데 상당한 기여를 하여 왔다. 하지만, 수지상 구조의 선로에서, 보호기기가 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)를 통해 중앙제어장치의 폴링 명령에 따라 데이터 제공이나 개폐기 조작 기능만을 실행하도록 설계되었기 때문에 분산전원과 양방향 통신능력을 가지는 스마트 배전 그리드 시스템에 직접 적용하면, 다양하고 복잡한 배전업무의 일괄 수행으로 인한 배전 자동화 시스템의 제어장치를 구현한 서버의 과부하와 통신 트래픽에 기인한 시간 지연 문제 때문에 전력공급 신뢰도가 크게 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한 선로 자동화 솔루션과 보호 기기들이 기존 수지상 구조를 가지는 배전계통에 적합하게 개발되었기 때문에 수지상 선로들과 분산전원들로 인한 루프 선로들의 혼합된 형태를 가지는 스마트 배전 그리드 시스템에 적용하기에는 문제가 있었다.In recent years, a great deal of attention has been focused on the smart distribution grid system, in which distributed power sources are introduced and two-way communication between facilities is enabled, in order to increase the proportion of energy generation and increase energy efficiency in order to overcome global warming. So far, centralized control-based distribution automation systems have contributed significantly to improving power supply reliability for dendritic distribution systems. However, in a dendritic line, since the protective device is designed to perform only the function of providing data or operating the switch according to the polling command of the central control device via the Feeder Remote Terminal Unit (FRTU), the smart distribution If applied directly to the grid system, there is a problem that the reliability of the power supply is significantly lowered due to the overload of the server implementing the control apparatus of the distribution automation system due to the batch execution of various complex distribution tasks and the time delay caused by the communication traffic have. Also, since the line automation solutions and protective devices have been developed for distribution systems with existing dendritic structures, there is a problem in applying them to smart distribution grid systems having a mixed form of loop lines due to dendritic lines and distributed power sources.

이러한 문제들을 효과적으로 해결하기 위해서는 기존의 중앙 집중제어방식과는 완전히 달리, 스마트 그리드 배전계통의 양방향 통신 기능을 이용하여 보호기기 스스로 루프 및 수지상 구조의 선로들에 적용되어 고장구간 판단 및 분리를 수행할 수 있는 새롭고 혁신적인 방법론들이 검토되어야 한다.In order to effectively solve these problems, the protection device itself is applied to the loop and dendritic lines by utilizing the bi-directional communication function of the smart grid distribution system, completely different from the conventional centralized control method, New and innovative methodologies that can be

지금까지 배전 자동화 시스템을 지원하기 위해 수개의 방법론들이 제시되었다. 그중에는 정상조건하에서 배전계통의 선로손실들을 줄이기 위한 선로 재구성 방법론, 부하 균등화를 얻기 위한 방법론, 비상조건하에서 고장 위치를 확인하기 위한 방법론, 고장복구를 위한 방법론 및 HIF(High Impedance Fault)를 확인하기 위한 방법론들이 제시되어 왔지만, 상기 방법론들의 대부분은 단방향 통신에 근거한 중앙제어 기반 배전 자동화 시스템에 적합한 선로 재구성에 관한 것일 뿐, 양방향 통신에 근거한 배전 자동화 시스템에 대한 기술은 거의 다루고 있지 않는 실정이었다.So far, several methodologies have been proposed to support distribution automation systems. Among them, line reconfiguration methodology to reduce line losses of power distribution system under normal conditions, methodology to obtain load equalization, methodology to identify fault locations under emergency conditions, methodology for fault recovery and HIF (High Impedance Fault) Methodologies have been proposed, but most of the above methods are about line reconfiguration suitable for a central control based distribution automation system based on unidirectional communication, and the technology of a distribution automation system based on bidirectional communication is rarely dealt with.

또한, 상기 배전 자동화 시스템의 제어장치를 구현한 서버의 과부하와 통신 트래픽에 기인한 시간 지연 문제 때문에 전력공급 신뢰도가 크게 저하되는 문제를 해결하기 위해 양방향 통신에 기반을 둔 고장구간 자율분리 방법과 HIF 구간 자율 분리 방법론이 존재하기는 하지만, 이들 연구들은 수지상 구조를 가지는 배전계통만을 취급하고 있기 때문에 분산전원으로 인해 수지상 구조와 루프 구조로 이루어지는 복합한 구조의 스마트 배전 그리드 시스템에 직접 적용될 수 없는 문제가 있었다. In order to solve the problem that the reliability of the power supply is significantly lowered due to the overload of the server implementing the control system of the distribution automation system and the time delay caused by the communication traffic, the autonomous separation method based on bidirectional communication and the HIF Although the autonomous partition methodology exists, these studies deal only with the distribution system with dendritic structure. Therefore, there is a problem that can not be directly applied to the smart distribution grid system of the composite structure of the dendritic structure and the loop structure due to the distributed power source there was.

상기와 같은 실정에 따라 스마트 배전 그리드 시스템의 운영효율과 신뢰성을 제고하기 위해 임의의 고장이 수지상 구조와 루프 구조를 동시에 포함하는 스마트 배전 그리드 시스템의 선로 상에서 발생했을 때, 양방향 통신 능력을 이용하여 고장구간을 스스로 판단하고 분리할 수 있는 새로운 스마트 보호기기가 요구되고 있다.In order to improve the operation efficiency and reliability of the smart distribution grid system according to the above-mentioned circumstances, when a failure occurs on the line of the smart distribution grid system including the dendritic structure and the loop structure at the same time, There is a demand for a new smart protection device capable of judging and separating a section by itself.

따라서 본 발명은 새로운 분산전원을 가지는 스마트 배전 그리드 시스템을 위한 새로운 고장구간 분리법을 제안한다. 이 방법은 선로 상의 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 감지하면, 스스로 스마트 배전 그리드 시스템의 양방향 통신능력을 이용하여 다른 보호 기기들과 전압 및 전류와 같은 고장정보를 교환한 후, 휴리스틱 규칙들에 근거하여 자기 보호구간이 고장구간인지 아닌지를 정확하고 신속하게 판단하여 고장구간을 확인하고 분리하도록 한다.Thus, the present invention proposes a new fault segmentation method for a smart distributed grid system with a new distributed power source. In this method, when any smart protection device on the line senses a fault current, it exchanges malfunction information such as voltage and current with other protection devices by utilizing the bi-directional communication capability of smart distribution grid system by itself, It is possible to accurately and quickly judge whether or not the self-protection section is a failure section, and to identify and isolate the failure section.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 스마트 배전 그리드 시스템의 양방향 통신 기능을 이용하여 스마트 보호기기가 스스로 루프 및 수지상 구조의 선로들에 적용되어 고장구간 판단 및 분리를 수행할 수 있는 배전계통 스마트 보호기기의 자율적 고장구간 확인 및 분리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a smart protection device capable of performing self-loop and dendritic structures by using a bidirectional communication function of a smart distribution grid system, The present invention relates to a system and method for identifying and isolating an autonomous fault section of a smart protection device in a power distribution system.

또한, 본 발명은 고장구간을 확인 및 분리하는데 있어서, 선로 상의 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 감지하면, 스스로 스마트 배전 그리드 시스템의 양방향 통신능력을 이용하여 다른 보호기기들과 전압, 전류와 같은 고장정보를 교환함으로써, 고장구간을 확인하고 분리할 수 있는 배전계통 스마트 보호기기의 자율적 고장구간 확인 및 분리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention also provides a method of detecting and isolating a fault section, such that when a smart protection device on a line senses a fault current, it uses the bi-directional communication capability of the smart distribution grid system to detect It is an object of the present invention to provide an autonomous fault section identification and separation system and method of a smart protection device of a power distribution system capable of identifying and separating a fault section by exchanging fault information.

또한, 본 발명은 상기 고장구간을 확인하는데 있어서, 휴리스틱 규칙들에 근거하여 자기 보호구간이 고장구간인지 아닌지 정확하고 신속하게 판단할 수 있는 배전계통 스마트 보호기기의 자율적 고장구간 확인 및 분리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. Further, the present invention provides an autonomous fault section identification and separation system of a power distribution system smart protection device capable of accurately and promptly determining whether or not a self-protection section is a fault section based on heuristic rules in checking the fault section, and The purpose of the method is to provide.

또한, 본 발명은 중앙제어장치의 간섭 없이 자기 스스로 자기 보호구간이 고장구간인지 아닌지 여부를 판단한 후, 고장 구간을 정확히 분리함으로써 고장구간 분리 지연시간을 최소로 줄일 수 있는 스마트 보호기기를 이용하여 자율적 고장구간 확인 및 분리 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.   Further, it is an object of the present invention to provide a smart protection device capable of minimizing the failure section separation delay time by correctly determining whether or not the self-protection section is a failure section without interference by the central control apparatus, The present invention is directed to a system and method for identifying and isolating fault zones.

본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 배전 그리드 시스템은, 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기; 상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 배전 선로; 및 상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 유선, 무선 또는 이들의 조합을 포함한 양방향 통신 선로;를 포함하며, 상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기는 전류값, 전압값, 전류방향 또는 이들의 조합을 포함한 계측을 수행하여 고장으로 판단되는 경우, 자기보호구간 상의 스마트 보호기기들과 양방향 통신을 수행하여 고장정보를 수집하고, 자기보호구간의 고장구간 여부를 확인하며, 상기 확인된 결과를 바탕으로 고장구간 상의 스마트 보호기기들에 보호기기의 개방 명령과 관련된 양방향 통신을 수행하여, 고장구간을 스마트 배전 그리드 시스템에서 자동으로 분리하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 스마트 배전 그리드 시스템에서, 상기 스마트 보호기기는, FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)가 부착되는 차단기, 개폐기 또는 리클로우저를 포함하는 보호기기이며, 상기 보호기기는 입력되는 3상 전압과 전류 및 출력되는 3상 전압에 대한 데이터를 각각 측정하는 센서를 포함하고, 상기 FRTU는 상기 측정된 데이터를 전달받아 배전 선로의 고장여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 양방향 통신수단을 통해서 인접 스마트 보호기기와 교환하며, 상기 스마트 보호기기는 입력되는 전압과 전류에 대한 실효치를 계산하는 RMS 계산부; 및 상기 계산된 실효치를 기반으로 저임피던스고장(LIF) 구간을 판단하는 규칙기반 고장구간 판단부;를 포함하고, 상기 스마트 보호기기는 입력되는 전압값과 전류값에 대해서 DWT 또는 DFT를 포함한 주파수 변환기법을 이용하여 주파수 성분으로 변환하는 주파수 변환부; 및 상기 주파수 변환된 입력 데이터를 통해서 고임피던스고장(HIF) 구간을 판단하는 규칙기반 고장구간 판단부;를 포함하며, 상기 규칙기반 고장구간 판단부는, 스마트 배전 그리드 시스템에서 분산전원이 전원 측 또는 말단에 존재하나 해당 보호구간에는 존재하지 않은 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간이 말단구간이라면, 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하고; 스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 하나가 저전압을 경험한다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하며; 스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 아무것도 고장전류를 경험하지 않는다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하고; 스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 부하 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 그것의 다운스트림 보호기기들 중의 하나의 Wx가 WR과 같지 않다면 (여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 주변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하는 것을 특징으로 한다.A smart distribution grid system according to an embodiment of the present invention includes at least one smart protection device; A distribution line connected between the at least one smart protection device; And a bidirectional communication line including wired, wireless, or a combination thereof connected between the at least one smart protection device, wherein the at least one smart protection device includes a current value, a voltage value, a current direction, or a combination thereof Directional communication with the smart protection devices on the self-protection interval to collect the failure information, check whether the self-protection interval is in the failure interval, and if the failure interval is determined based on the confirmation result, Way communication related to the open command of the protective device to the smart protection devices on the smart distribution device, and automatically separates the failure section from the smart distribution grid system. In the smart distribution grid system, the smart protection device is a protection device including a circuit breaker, a switch, or a recloser to which a feeder remote terminal unit (FRTU) is attached. The protection device is a three- And a sensor for measuring data on the output three-phase voltage. The FRTU receives the measured data to determine whether the distribution line is faulty, and transmits the determination result to the adjacent smart protection device Wherein the smart protection device comprises: an RMS calculation unit for calculating an effective value of an input voltage and a current; And a rule-based failure section determining unit that determines a low impedance failure (LIF) period based on the calculated RMS value. The Smart Protecting device includes a frequency transformation unit including a DWT or DFT for the input voltage value and the current value, A frequency converter for converting the frequency component into a frequency component; And a rule-based failure section determination unit for determining a high impedance failure (HIF) period through the frequency-converted input data, wherein the rule-based failure section determination unit determines that the distributed power source is a power- present as if one did not exist in the guard interval for, any smart protection device experiencing a fault current, the same as W x is W R in the smart protection device (where W x is any smart protection device self Where W R is the direction of the current flowing from the substation transformer, and if the protection interval of the smart protection device is a terminal interval, determining that the protection interval of the smart protection device is a failure interval; In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if one of the downstream protection devices of the smart protection device experiences a low voltage from the failure location f, then the smart Judges the protection zone of the protective device as the failure zone; In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if none of the downstream protection devices of the smart protection device from the fault location f experience a fault current, Determining the guard interval of the smart protection device as the fault interval; To the smart distribution grid system DG as when placed on the load side of the fault section, any smart protection device experiencing a fault current, the same as W x is W R in the smart protection device (where W x is any W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and W x of one of its downstream protection devices from fault location f is not equal to W R (the direction of the current measured at the self- Where W x is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device, and W R is the direction of the current flowing from the substation main transformer), and the guard interval of the smart protection device is determined as the fault zone .

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법은, 상기 스마트 보호기기가 각 상에 대한 전류값, 전압값, 전류방향 또는 이들의 조합을 포함한 상태를 계측하는 단계; 상기 상태에 대한 계측값을 기반으로 저임피던스고장(LIF) 구간을 판단하는 단계; 및 상기 판단된 결과를 바탕으로 저임피던스고장 구간 상의 스마트 보호기기들에 보호기기의 개방 명령과 관련된 양방향 통신을 수행하여, 고장구간을 스마트 배전 그리드 시스템에서 자동으로 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 아울러, 상기 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법에서, 상기 저임피던스고장 구간을 판단하는 단계는, 상기 스마트 보호기기가 상기 계측된 각 상에 대한 계측값을 미리 정의된 값과 비교하여, 휴리스틱 규칙을 적용하여 해당 규칙을 만족하면 고장구간으로 판단하는 단계; 및 상기 판단한 결과, 고장으로 판단되는 경우, 자기보호구간 상의 스마트 보호기기들과 양방향 통신을 수행하여 고장정보를 수집하고, 자기보호구간의 고장구간 여부를 확인하는 단계;를 포함하며, 상기 휴리스틱 규칙은, 스마트 배전 그리드 시스템에서 분산전원이 전원 측 또는 말단에 존재하나 해당 보호구간에는 존재하지 않은 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간이 말단구간이라면, 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하고; 스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 하나가 저전압을 경험한다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하며; 스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 아무것도 고장전류를 경험하지 않는다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하고; 스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 부하 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 그것의 다운스트림 보호기기들 중의 하나의 Wx가 WR과 같지 않다면(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 주변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하는 것을 특징으로 한다.In another aspect of the present invention, there is provided a method of autonomously determining and isolating a fault section in a smart distribution grid system, the smart protection device comprising a current value, a voltage value, a current direction, or a combination thereof Measuring a state including a current; Determining a low impedance fault (LIF) period based on the measured value of the state; And performing bidirectional communication with the smart protection devices on the low impedance fault section in relation to the open command of the protection device based on the determined result, and automatically separating the fault section from the smart distribution grid system do. In addition, in the smart distribution grid system, in the method of autonomously determining and distinguishing a fault interval, the step of determining the low impedance fault interval may include: measuring a measured value of each phase measured by the smart protection apparatus, Comparing the heuristic rule with the heuristic rule, and determining that the heuristic rule is satisfied if the rule is satisfied; And performing bi-directional communication with the smart protection devices on the self-protection period to collect failure information and checking whether the self-protection interval is in a failure interval if it is determined that the failure is a result of the determination, Is a case in which a distributed power source is present on the power side or end but does not exist in the corresponding protection period in a Smart Distribution Grid system in which any smart protection device experiences a fault current and W x in the smart protection device is W R Where W x is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device and W R is the direction of the current flowing from the substation transformer and if the protection interval of the smart protection device is a terminal interval, Judging the protection interval of the device as a failure interval; In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if one of the downstream protection devices of the smart protection device experiences a low voltage from the failure location f, then the smart Judges the protection zone of the protective device as the failure zone; In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if none of the downstream protection devices of the smart protection device from the fault location f experience a fault current, Determining the guard interval of the smart protection device as the fault interval; To the smart distribution grid system DG as when placed on the load side of the fault section, any smart protection device experiencing a fault current, the same as W x is W R in the smart protection device (where W x is any W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and W x of one of its downstream protection devices from fault location f is not equal to W R (the direction of the current measured at the self- Where W x is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device, and W R is the direction of the current flowing from the substation main transformer), and the guard interval of the smart protection device is determined as the fault zone .

한편, 양방향 통신을 위한 구간 모델링 방법을 적용한 스마트 배전 그리드 시스템은, 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기; 상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 배전 선로; 및 상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 유선, 무선 또는 이들의 조합을 포함한 양방향 통신 선로;를 포함하는 적어도 하나 이상의 구간을 포함하며, 상기 각 구간은 스마트 보호기기들의 집합과 각 스마트 보호기기들의 양방향 전압들 중 어느 측이 상기 구간에 포함되는지 나타내기 위해 요구되는 전압방향들의 집합을 포함하도록 정의되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 양방향 통신을 위한 구간 모델링 방법을 적용한 스마트 배전 그리드 시스템에서, 상기 구간은, 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기에 대해서 업스트림 또는 다운스트림의 전기적 연결성을 추적하기 위해 변압기를 포함한 소스 전원으로부터 흐르는 전류방향을 기반으로 하나의 소스 구간 및 싱크 구간을 결정하며, 상기 결정된 싱크 구간을 보호구간으로 지정하며; 상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기는 고장 시, 선로상의 인근 스마트 보호기기들과 전압 값, 전류 값, 전류방향 또는 이들의 조합을 포함하는 고장정보를 교환한 후, 상기 휴리스틱 규칙들에 기반하여 상기 스마트 보호기기가 락 아웃 상태로 개방되기 전에 고장 구간을 확인하고 분리하도록 설계되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a smart distribution grid system to which a section modeling method for bidirectional communication is applied includes at least one smart protection device; A distribution line connected between the at least one smart protection device; And a bi-directional communication line including wired, wireless, or a combination thereof connected between the at least one smart protection device, wherein each of the intervals includes a set of smart protection devices and a bi- And a set of voltage directions required to indicate which side of the voltages are included in the section. In addition, in the smart distribution grid system applying the interval modeling method for bidirectional communication, the interval may include a current direction flowing from a source power source including a transformer to track upstream or downstream electrical connectivity to at least one smart protection device Determines one source interval and a sync interval based on the determined sync interval, and designates the determined sync interval as a guard interval; Wherein the at least one smart protection device exchanges malfunction information including voltage values, current values, current directions or a combination thereof with nearby smart protection devices on the line in the event of a failure, Characterized in that the protective device is designed to identify and isolate the fault zone before it is opened to the lockout state.

본 발명은 배전계통 스마트 보호기기의 자율적 고장구간 확인 및 분리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임의의 고장이 분산전원을 가지는 스마트 배전 그리드 시스템 상에서 발생했을 때, 고장전류를 경험한 각 스마트 보호기기가 고속 데이터 통신능력에 기반하여 중앙제어장치의 간섭 없이 선로상의 다른 스마트 보호기기들과 고속 정보교환을 실행함으로써, 전압값, 전류값은 물론 전류 방향을 포함하는 고장정보를 수집한 후, 자기보호구간이 고장구간인지 아닌지를 신속하게 판단하고, 그 고장구간을 정확하게 분리함으로써 고장구간 분리 시간을 최소화하여, 고장의 여파가 인접한 구간으로 전파되지 않도록 하는 효과가 있다.The present invention relates to a system and method for autonomous fault detection and isolation of a smart protection device of a power distribution system, and more particularly, to a smart protection grid The smart protection device performs high-speed information exchange with other smart protection devices on the line without intervention of the central control device based on the high-speed data communication capability, and collects fault information including the voltage value and the current value as well as the current direction , It is possible to quickly determine whether or not the self-protection section is a failure section, and to accurately divide the failure section, thereby minimizing the failure section detachment time period, thereby preventing the aftereffect of failure from propagating to the adjacent section.

도 1은 종래의 기술에 의한 배전 자동화 시스템의 구성과 보호기기의 기능에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명을 적용하기 위한 스마트 배전 그리드 시스템을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 보호기기의 하드웨어 구성에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 보호기기 솔루션의 구성에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴리스틱 규칙에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 통신을 위한 구간 모델링에 대해 설명하기 위한 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 보호기기 솔루션의 저임피던스 고장(LIF) 추론절차에 대해 설명하기 위한 흐름도.
Brief Description of the Drawings Fig. 1 is an exemplary view for explaining a configuration of a distribution automation system and a function of a protective device according to a conventional technique; Fig.
2 is an exemplary diagram illustrating a smart distribution grid system for applying the present invention;
3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a smart protection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a configuration of a smart protection device solution according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating a heuristic rule according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 6 is a diagram for explaining section modeling for bidirectional communication according to an embodiment of the present invention; FIG.
7 is a flowchart illustrating a low impedance failure (LIF) reasoning procedure of a smart protection device solution according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배전계통 스마트 보호기기의 자율적 고장구간 확인 및 분리 시스템 및 그 방법의 일 실시예에 대해 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a system and method for identifying and isolating an autonomic failure section of a smart card protective device of a power distribution system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 기술에 의한 배전 자동화 시스템의 구성과 보호기기의 기능에 대해 설명하기 위한 예시도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 배전 자동화 시스템(10)은 중앙 기반, 원격 기반, 폴링 기반 단방향 통신에 근거하여 고장감시와 관리의 모든 업무를 수행한다. 배전계통은 임의의 고장이나 작업정전 시 정전구간을 최소화하기 위해 다분할 다연계 구조로 설계되어 있다. 즉, 선로상의 임의의 고장을 제거하고 분리하기 위해, 선로보호용 차단기 CB(Circuit Breaker), 리클로우저(recloser) 그리고 개폐기와 같은 보호기기(11), 상기 보호기기(11)에 연결되어 있는 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)(12) 및 중앙제어장치(Central Control Unit)(13)를 포함하여 구성된 배전 자동화 시스템(10)은 단방향 통신을 통해서 중앙제어장치에서 개별적인 FRTU를 통해서 복수의 개별적인 보호기기에 대한 상태를 폴링하여 고장정보를 수집하며, 이들의 상태에 따라 중앙제어장치에서 고장여부를 판단하고, 상기 판단결과에 따라 각 보호기기를 원격에서 제어함으로써 고장구간을 분리한다.1 is an exemplary diagram for explaining a configuration of a distribution automation system and a function of a protective device according to the prior art. As shown in FIG. 1, the conventional distribution automation system 10 performs all tasks of fault monitoring and management based on centralized, remote based, and polling-based unidirectional communication. The power distribution system is designed to have a multi-redundant structure to minimize the power outage in case of any failure or work interruption. That is, in order to remove and isolate an arbitrary fault on the line, a line protection circuit breaker CB, a circuit breaker, a recloser and a protective device 11 such as a switch, a FRTU A distribution automation system 10 including a feeder remote terminal unit 12 and a central control unit 13 is connected to a plurality of individual protective devices through a separate FRTU in a central control device via unidirectional communication The central controller collects the fault information by collecting the fault information, and determines whether the fault occurs in the central control unit, and separates the fault section by remotely controlling each protective device according to the determination result.

좀 더 상세하게는, 상기 개폐기들은 고장구간이나 작업구간을 분리하기 위한 구간 개폐기와 건전 정전구간을 타 선로로 절체하기 위한 연계용 개폐기들로 분류될 수 있으며, 상기 배전 자동화 시스템(10)은 단방향 통신에 근거하여 선로 상의 보호 기기들을 감시하고 있다가, 고장 시 그들을 제어하여 고장구간을 분리하고 건전 정전구간을 인근 선로들로 절체하는 기능을 포함한다. 상기 FRTU의 기능은 3상 전압, 전류, 위상, 개폐기의 상태 또는 이들의 조합에 대한 선로의 상태를 계측하여, 중앙제어장치의 명령에 따라 수집된 데이터를 중앙제어장치로 전송하고, 중앙제어장치의 명령에 따라 개폐기를 조작하게 된다. 배전 자동화 시스템 중앙제어장치(13)의 기능은 폴링방식으로 FRTU로부터 3상 전압, 전류, 위상, 개폐기의 상태 또는 이들의 조합에 대한 선로의 상태에 대한 데이터를 수집하고 이들을 저장하며, 고장 감시를 위해 미리 정해진 시간주기에 따라 폴링을 수행하는 것이 가능하며, 상기 폴링은 시간주기를 짧게 지정할수록 FRTU로부터 고장 정보(FI: Fault Information)를 보다 자주 수집할 수 있어, 더욱 정밀하게 고장 감시하는 것이 가능하다. 또한 상기 수집한 개별적인 FRTU로부터의 고장 정보를 바탕으로 고장 구간을 판단하고, 부하융통 전략을 수립하여, 순차적으로 FRTU에 개폐기 조작 명령을 전달함으로써 부하 절체를 수행하게 된다.More specifically, the switches may be classified into a section switch for separating a fault section or a work section and an interrupter for switching a non-charge section to another line, and the power distribution automation system 10 may be classified into a unidirectional It monitors the protection devices on the line based on the communication, controls them when they are faulty, and separates the fault section and switches the normal power section to the nearby lines. The function of the FRTU measures the state of the line with respect to the three-phase voltage, the current, the phase, the state of the switch, or a combination thereof, and transmits the collected data to the central control device in accordance with the command of the central control device, The operator operates the switch in accordance with the command of FIG. Distribution Automation System The function of the central control unit 13 is to collect data from the FRTU in the form of a three-phase voltage, current, phase, switch, or combination thereof from the FRTU and collect data on the state of the line, It is possible to perform polling according to a predetermined time period for a predetermined period of time, and as the time period is shortened, it is possible to more frequently collect fault information (FI) from the FRTU, Do. In addition, based on the fault information from the collected individual FRTUs, a failure interval is determined, a load balancing strategy is established, and load switching is performed by sequentially transmitting an opening / closing operation command to the FRTU.

상기와 같은 중앙기반, 원격기반, 폴링기반 단방향 통신에 근거한 배전 자동화 시스템(10)은 고장분리시간의 지연 때문에 전력 공급 신뢰도가 심각하게 저하될 수 있다. 따라서, 중앙제어장치의 간섭 없이 자기 스스로 자기 보호구간이 고장구간인지 아닌지 여부를 판단한 후, 고장 구간을 정확히 분리함으로써 고장구간 분리 지연시간을 최소로 줄일 수 있는 하나의 스마트 보호기기가 요구되고 있다.The power distribution reliability of the power distribution automation system 10 based on the central-based, remote-based, and polling-based unidirectional communication can be seriously degraded due to the delay of the fault isolation time. Accordingly, there is a demand for a smart protection device capable of minimizing the failure section separation delay time by determining whether or not the self-protection section is the failure section itself without interference from the central control device and accurately separating the failure section.

도 2는 본 발명을 적용하기 위한 스마트 배전 그리드 시스템을 설명하기 위한 예시도로서, 이에 도시되어 있는 바와 같이, 스마트 배전 그리드 시스템(20)은 종래의 배전계통과 달리 트리구조 선로(피더 F2)(24)와 분산전원으로 인한 루프구조 선로(피더 F1)(23)를 포함한다. 도 2에서 심볼 ●는 투입상태의 보호기기(개폐기)이며, 심볼 ○는 개방상태의 보호기기(개폐기)를 보인 것이다. 또한, 배전선로 세로라인에 위치한 보호기기는 구간 개폐기이고, 배전선로 가로라인에 위치한 보호기기는 각 구간을 연계해주는 연계 개폐기를 나타낸다. 상기 구간 개페기와 연계 개폐기를 통해 스마트 배전 그리드 시스템은 트리구조 및 루프구조의 배전선로 상에서 효과적으로 고장구간을 분리할 수 있다. FIG. 2 is a diagram illustrating a smart distribution grid system to which the present invention is applied. As shown in FIG. 2, the smart distribution grid system 20 includes a tree structure line (feeder F2) 24 and a loop structure line (feeder F1) 23 due to a distributed power source. In Fig. 2, the symbols & cir & are the protective devices (switches) in the closed state, and the symbol O is the open protective devices (switches). Also, the protection device located on the vertical line of the distribution line is a section switch, and the protection device located on the horizontal line by the distribution line represents a link switch that connects the respective sections. The smart distribution grid system can effectively isolate a fault section on the distribution line of a tree structure and a loop structure through the section opening and closing switch.

일반적으로 임의의 고장이 수지상 구조를 가지는 배전선로 상에서 발생했을 때 고장구간으로부터 업스트림(Upstream) 보호기기들은 고장전류들을 경험하는 반면에, 다운스트림(Downstream) 보호기기들은 고장전류를 경험하지 않는다. 여기서 업스트림 보호기기는 배전선로의 전원에서 고장구간 사이에 있는 보호기기를 말하고, 다운스트림 보호기기는 고장구간 이후에 위치한 보호기기를 말한다. 도 1에서 보인 것과 같은 단방향 통신에 근거한 배전 자동화 시스템(10)의 선로 자동화 솔루션은 이러한 지식에 근거하여 고장구간을 판단한다. 하지만, 이러한 방법은 고장구간으로부터 다운스트림 보호기기들이 분산전원(21)으로부터의 역방향 고장전류로 인해 고장 전류를 경험할 수 있기 때문에 스마트 배전 그리드 시스템에 직접 적용될 수 없다. 예를 들면, 하나의 고장이 배전선로 F1상의 보호기기 S1과 보호기기 S2사이에서 발생했을 때 만약 태양광 분산전원(21)이 존재하지 않는다면 하나의 다운 스트림 보호기기 S2는 고장전류를 경험하지 않는다. 반면에 도 2에 보인 바와 같이 태양광 분산전원(21)이 존재한다면, 하나의 다운스트림 보호기기 S2 또한 고장전류를 경험할 수 있을 것이다. 그리고 스마트 배전 그리드 시스템(20)에서는 기존 배전 자동화 시스템(10)과는 달리 고속 디지털 통신 네트워크에 근거하여 선로 상의 보호기기들 간에 고속 정보교환이 가능하다.Upstream protection devices experience fault currents from the fault zone, while downstream protection devices do not experience fault currents, in general, when any fault occurs on a distribution line with a dendritic structure. Here, the upstream protective device refers to the protection device between the power supply to the power line and the downstream protection device refers to the protection device located after the fault zone. The line automation solution of the distribution automation system 10 based on unidirectional communication as shown in Fig. 1 determines the fault interval based on this knowledge. However, this method can not be applied directly to the smart distribution grid system because the downstream protection devices from the fault section can experience fault currents due to the reverse fault current from the distributed power supply 21. For example, if one fault occurs between the protective device S1 and the protective device S2 on the F1 as a distribution line, then one downstream protection device S2 will not experience a fault current if the solar power distributed power source 21 is not present . On the other hand, as shown in FIG. 2, if there is a solar power dispersive power supply 21, one downstream protection device S2 will also experience a fault current. Unlike the conventional distribution automation system 10, the smart distribution grid system 20 can exchange high-speed information among protection devices on a line based on a high-speed digital communication network.

따라서 임의의 고장이 분산전원을 가지는 스마트 배전 그리드 시스템 상에서 발생했을 때, 고장전류를 경험한 각 스마트 보호기기가 위에 언급된 고속 데이터 통신능력에 기반하여 중앙제어장치의 간섭 없이 선로상의 다른 스마트 보호기기들과 고속 정보교환을 실행하여, 전압값, 전류값은 물론 전류의 방향과 같은 고장정보를 수집한 후, 자기보호 구간이 고장구간인지 아닌지를 신속하게 판단하고, 그 고장구간을 정확하게 분리함으로써, 고장구간 분리시간을 최소화할 수 있는 새로운 방법이 요구된다.Therefore, when a failure occurs on a smart distribution grid system with a distributed power supply, each smart protection device experiencing a fault current will be able to communicate with other smart protection devices on the line Speed information exchange is performed to collect fault information such as the voltage value and the current value as well as the direction of the current and then quickly judge whether or not the magnetic protection section is a fault section and to accurately separate the fault section, A new method is needed to minimize the fault isolation time.

이하, 새롭게 첨부된 도면을 참조하여 상기 기재한 본 발명에 따른 배전계통 스마트 보호기기의 자율적 고장구간 확인 및 분리 시스템 및 그 방법의 일 실시예를 구체적으로 설명하고자 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a system and method for identifying and isolating an autonomic failure section of a smart grid protection apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 보호기기의 하드웨어 구성에 대해 설명하기 위한 예시도로서, 본 발명의 스마트 보호기기(100)는 LIF(Low Impedance Fault) 또는 HIF(High Impedance Fault) 전류검출 시, 스마트 배전 그리드 시스템의 고속 양방향 통신을 통하여 주위의 스마트 보호기기들과 정보를 교환함으로서 자기 스스로 고장 구간을 확인, 분리할 수 있는 지능이 부여된 스마트 배전 그리드 시스템을 위한 지능형 보호기기이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of a smart protection device according to an exemplary embodiment of the present invention. The smart protection device 100 of the present invention may include a LIF (Low Impedance Fault) or HIF (High Impedance Fault) It is an intelligent protective device for intelligent distribution grid system that intelligence is able to identify and isolate a fault section by exchanging information with surrounding smart protective devices through high-speed two-way communication of smart distribution grid system at detection.

상기 스마트 보호기기(100)는 22.9 kV 3상 배전선로에 연결되며, 크게 보호기기부(110)와 FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)부(120)를 포함하여 구성된다. 상기 보호기기부(110)는 보호기기 설치지점을 기준으로 전원 측 3상 전압(A상 전압 VA, B상 전압 VB, C상 전압 VC)을 측정하기 위해 전압센서(VSA, VSB, VSC)(111)가 설치되며, 부하 측 3상 전압(R상 전압 VR, S상 전압 VS, T상 전압 VT)을 측정하기 위해 전압센서(VSR, VSS, VST)(113)가 설치된다. 또한, 전원 측에는 3상 전류(A상 전류, B상 전류, C상 전류)를 측정하기 위해 전류센서(CTA, CTB, CTC)(112)가 설치된다. The smart protection device 100 is connected to a 22.9 kV three-phase power distribution line and includes a protector base unit 110 and a feeder remote terminal unit (FRTU) unit 120. The protector base 110 is connected to a voltage sensor (VS A , VS B ) for measuring the three-phase voltage (A phase voltage V A , B phase voltage V B , C phase voltage V C ) , VS C ) 111 are installed and voltage sensors (VS R , VS S , VS T ) for measuring the three-phase load voltages (R phase voltage V R , S phase voltage V S , T phase voltage V T ) ) 113 are provided. Current sensors (CT A , CT B , and CT C ) 112 are provided on the power supply side to measure three-phase currents (A phase current, B phase current, and C phase current).

또한, 상기 FRTU 부(120)는 서지 보호 회로(121), 구동부 릴레이 회로(122), DI 계폐기 상태 및 AI 전류 및 전압을 계측하는 계측부(123), 마이크로 프로세서(124), RTC(Real Time Clock) 칩(125), RS232C 2포트(직렬 2포트)(126), 전원부(127), DC/DC 컨버터(128), RAM(129), EPROM(130), LCD 표시등(131), 유무선 네트워크 카드(132), 양방향 통신을 위해 유무선 네트워크 통신포트(133), 양방향 무선통신 안테나(134) 및 배터리(135)를 포함하여 구성되어 있다. 참고로, 상기 AI는 아날로그 입력, DI는 디지털 입력을 의미한 것이다.The FRTU unit 120 includes a surge protection circuit 121, a driver relay circuit 122, a measurement unit 123 for measuring DI system disposal state and AI current and voltage, a microprocessor 124, a real time Clock) chip 125, an RS232C 2 port (serial 2 port) 126, a power supply 127, a DC / DC converter 128, a RAM 129, an EPROM 130, an LCD display 131, A network card 132, a wired / wireless network communication port 133 for bidirectional communication, a bidirectional wireless communication antenna 134, and a battery 135. For reference, AI means analog input and DI means digital input.

스마트 보호기기(100)는 배전선로 상에 위치하며, 입력되는 3상 전원은 FRTU의 명령에 따라 출력되는 3상 전원과 연결시키거나 혹은 분리시킬 수 있다. 즉, 입력되는 3상 전원과 출력되는 3상 전원으로부터 전압값, 전류값, 전류방향 또는 이들의 조합을 측정하여 FRTU로 입력하면, FRTU에서는 이런 측정된 값에 근거하여 배전선로의 고장여부를 판단한 후, 보호기기에 입력되는 3상 전원은 출력되는 3상 전원과 연결시키거나 혹은 분리시키도록 명령한다. 보호기기부(110)는 측정된 전압값, 전류값. 전류방향 또는 이들의 조합을 바탕으로 FRTU에서 판단한 결과에 따라 그 명령을 수신받고 전원을 차단하거나 연결하거나 하는 역할을 수행한다. FRTU는 서지 보호 회로(121)에 의해서 과전압 혹은 과전류로부터 보호되어야 하며, 스마트 보호기기의 상태를 디지털 값으로 입력받으며, 상기 전압값, 전류값, 전류방향 또는 이들의 조합에 대해서 아날로그 입력으로 신호를 수신하게 된다. 계측부(123)는 입력된 각 계측신호에 대해서 아날로그를 디지털로 변환(A/D 변환)하거나, 계측값을 선택적으로 입력받을 수 있으며, 계기용 변압기(PT)와 계기용 변류기(CT)를 포함하여 구성될 수 있다. 3상 전압, 전류, 위상, 개폐기의 상태 또는 이들의 조합에 대한 선로의 상태에 대한 데이터는 마이크로프로세서 CPU/DSP(124), RAM(129) 등에 입력되어 저장되고, 마이크로프로세서는 수집한 개별적인 고장 정보를 바탕으로 고장 구간을 판단하고, 부하융통 전략을 수립하여, 개폐기 조작 명령을 전달함으로써 부하 절체를 수행하도록 제어하게 된다. 또한 유무선 네트워크 카드(132)와 양방향 유선 통신포트(133) 및 양방향 무선 통신 안테나(134)를 통해서 인접 스마트 보호기기와의 통신이 가능하다. RTC(125)는 FRTU 사이의 시간동기, 자체 타이머 가동 등을 위해서 필요하며, RD232C 포트(126)을 통해서 사용자가 직접적으로 상기 마이크로프로세서에 접근하여 제어하는 것이 가능하며, 필요에 따라 인접한 위치에 있는 디바이스와 연결하여 FRTU를 제어할 수도 있다. FRTU는 자체 배터리를 활용하여 동작하는 것이 가능하며, 필요에 따라 충전설비를 이용하여 전력을 공급받을 수도 있다. 아울러, FRTU는 자체, 원격, 통신포트를 통한 직접적인 연결 또는 이들의 조합중 적어도 하나 이상을 통해서 입출력장치와 접속하여 제어하는 것도 가능하다. 상기 입출력 장치에는 LCD와 키입력을 포함하여 키보드 및 스마트 폰을 통한 가상 입출력 장치를 이용하여 접속하는 것도 가능하다. FRTU는 EPROM(130)을 통해서 FRTU가 동작하기 위한 초기값을 설정 및 저장하거나, 스마트 보호기기의 초기화 시 및 재가동 시에 필요한 파라미터를 저장하였다가 RAM(129)에 업로드하여 사용하는 것도 가능하다.The smart protection device 100 is located on the power distribution line, and the input three-phase power supply can be connected to or disconnected from the three-phase power output according to the command of the FRTU. That is, if the voltage value, the current value, the current direction, or a combination of them are measured and input to the FRTU from the input three-phase power source and the output three-phase power source, the FRTU determines whether or not the distribution line is faulty After that, the 3-phase power input to the protective device is commanded to be connected or disconnected from the output 3-phase power supply. The protector base 110 measures the voltage value, the current value. Current direction, or a combination thereof, receives the command according to a result determined by the FRTU, and disconnects or connects the power. The FRTU must be protected from overvoltage or overcurrent by the surge protection circuit 121. The FRTU receives the status of the smart protection device as a digital value and transmits a signal to the analog input for the voltage value, current value, current direction, . The measurement unit 123 can convert analog to digital (A / D conversion) or input measurement values selectively for each input measurement signal, and includes a meter transformer PT and a meter current transformer CT . Data on the state of the line with respect to the three-phase voltage, current, phase, state of the switch, or a combination thereof is input and stored in the microprocessor CPU / DSP 124, RAM 129, Based on the information, the fault zone is determined, the load balancing strategy is established, and the load switch is controlled by transmitting the switch operating command. It is also possible to communicate with a neighboring smart protection device via a wired / wireless network card 132, a bidirectional wired communication port 133 and a bidirectional wireless communication antenna 134. The RTC 125 is required for time synchronization between FRTUs, self-timer operation, etc., and it is possible for the user to directly access and control the microprocessor through the RD232C port 126, You can also control the FRTU by connecting it to the device. The FRTU can operate using its own battery, and can be supplied with power by using a charging facility if necessary. In addition, the FRTU can be connected to the input / output device through at least one of its own, a remote, a direct connection through a communication port, or a combination thereof. The input / output device may include a LCD and a key input, and may be connected using a keyboard and a virtual input / output device via a smart phone. The FRTU may set and store an initial value for operating the FRTU through the EPROM 130 or may store the parameters required at the initialization and restart of the smart protection device and upload it to the RAM 129 for use.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 보호기기 솔루션의 구성에 대해 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary diagram illustrating a configuration of a smart protection device solution according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 스마트 보호기기 솔루션은 기본적으로 저임피던스 고장 (LIF : Low Impedance Fault) 판단부(150)와 고임피던스 고장 (HIF : High Impedance Fault) 판단부(160) 그리고 통신부(170)를 포함하여 구성된다. 상기 LIF 판단부(150)는 RMS 계산부(151)와 규칙기반 LIF 구간 판단부(152)를 포함하는데, 상기 RMS 계산부(151)는 각 상 전류의 실효치를 계산하며 규칙기반 LIF는 그 실효값들과 미리 정의된 보호구간(Sink Zone) 정보와 휴리스틱 규칙들을 기반으로 통신부의 모듈을 이용하여 주위 스마트 보호기기들로부터 고장정보를 수집하고, LIF 고장구간을 판단하며, 고장 분리를 수행한다. 통신부(170)는 스마트 보호기기 간, 스마트 보호기기와 스마트 미터 간 데이터 통신을 수행하여 인접한 스마트 보호기기의 상태를 수집하여 LIF 판단부(150) 및 HIF 판단부(160)로 송신하고, 자신의 스마트 보호기기에 대한 상태 정보를 전달받아 외부로 송신하는 역할을 수행한다. 만약 LIF 판단부(150)가 고장확인에 실패하면 HIF 판단부(160)가 구동된다. 상기 HIF 판단부(160)는 DWT(Discrete Wavelet Transform) 또는 DFT(Discrete Fourier transform) 변환부(161), HIF 분리기(classifier)(162)와 규칙기반 HIF 구간 판단부(163)로 구성되는데, 상기 HIF 분리기(classifier)(162)는 다층 퍼셉트론 구조의 인공신경회로망(ANN : Artificial Neural Network)으로 설계되어 HIF 고장 가능성을 판단하며, 규칙기반 HIF 구간 판단부(163)는 HIF 분리기(classifier)(162)의 출력 값과 미리 정의된 보호구간(Sink Zone) 정보와 휴리스틱 규칙들을 기반으로 통신부(170)의 모듈을 이용하여 주위 스마트 보호기기들로부터 고장정보를 수집하고, HIF 구간을 판단하며, 고장 분리를 수행한다.4, the smart protection device solution of the present invention basically includes a low impedance failure (LIF) determination unit 150, a high impedance failure (HIF) determination unit 160, And a communication unit 170. The LIF determination unit 150 includes an RMS calculation unit 151 and a rule-based LIF interval determination unit 152. The RMS calculation unit 151 calculates an effective value of each phase current, Based on the values, predefined Sink Zone information and heuristic rules, fault information is collected from the surrounding smart protection devices using the module of the communication unit, the LIF fault interval is determined, and fault isolation is performed. The communication unit 170 performs data communication between the smart protection devices and the smart protection device and the smart meter to collect the status of the adjacent smart protection devices and transmits them to the LIF determination unit 150 and the HIF determination unit 160, And receives status information on the smart protection device and transmits the status information to the outside. If the LIF determination unit 150 fails to confirm the failure, the HIF determination unit 160 is driven. The HIF determination unit 160 includes a Discrete Wavelet Transform (DWT) or Discrete Fourier Transform (DFT) transform unit 161, a HIF separator classifier 162, and a rule-based HIF interval determination unit 163. The HIF classifier 162 is designed as an artificial neural network (ANN) having a multilayered perceptron structure to determine the possibility of HIF failure. The rule-based HIF section determiner 163 classifies the HIF classifier 162 Collects malfunction information from the surrounding smart protection devices using the module of the communication unit 170 based on the output value of the communication unit 170, the predefined Sink Zone information and the heuristic rules, determines the HIF interval, .

더욱 상세하게는 RMS 계산부(151)에서 스마트 보호기기에 입력된 전압값과 전류값에 대해서 실효값(RMS)을 계산하고, 상기 계산된 실효값을 토대로 규칙을 기반으로 저임피던스고장(LIF)이 발생한 구간을 판단하고, 이를 통신부를 통해서 인접 스마트 보호기기로 전송한다. 한편, 입력된 전압값과 전류값에 대해서 DWT 또는 DFT를 수행하여 입력값을 복수의 주파수 성분으로 분리한 후 이들을 고임피던스 고장(HIF) 분리기(classifier)(162)를 통해서 구분하고 해당 구분된 고장에 대해서 HIF 구간을 판단하여 인접한 스마트 보호기기로 전송하게 된다.More specifically, the RMS calculator 151 calculates an RMS value for a voltage value and a current value input to the smart protection device, and calculates a low impedance fault (LIF) based on the calculated RMS value And transmits it to the adjacent smart protection device through the communication unit. Meanwhile, DWT or DFT is performed on the input voltage value and the current value to separate the input value into a plurality of frequency components, and then the input values are classified through a high impedance failure (HIF) classifier 162, And transmits it to the adjacent smart protection device.

도 5는 본 발명에 따른 휴리스틱 규칙에 대해 설명하기 위한 예시도로서, 상기 휴리스틱 규칙(HR :Heuristic Rule)들은 3상 단락, 상간 단락, 1선 지락 고장 등의 고장들이 분산전원(21)을 가지는 스마트 배전 그리드 시스템(20) 상의 다양한 위치에서 발생했을 때, 고장타입, 고장위치 그리고 분산전원(21)의 배치에 따라 유니크하게 얻어지는 전기적 및 구조적 현상들로부터 얻어진다. 참고로, 도 5에 도시된 T(Transformer)는 변압기로서 스마트 배전 그리드 시스템의 배전선로에 전력을 공급하는 배전변압기를 의미하고, CB(Circuit Breaker)는 배전선로 시작부위에 위치한 보호기기(개폐기)를 의미하며, D(Distributed Generation)는 분산전원을 의미한다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a heuristic rule according to the present invention. The heuristic rule (HR) includes failures such as three-phase short circuit, phase-to-phase short circuit, Is obtained from the electrical and structural phenomena that are uniquely obtained according to the fault type, the fault location, and the disposition of the distributed power source 21, when occurring at various locations on the smart distribution grid system 20. [ 5, a transformer means a distribution transformer that supplies electric power to a distribution line of a smart distribution grid system, and a CB (Circuit Breaker) is a protection device (switch) located at a starting location by a distribution line. , And D (Distributed Generation) means distributed power.

HR 1: 먼저 도 5의 (a)는 분산전원을 가지지 않는 경우이다. Bi ,j는 i번째 배전선로의 j번째 모선을 의미하며, 각 모선은 보호기기의 설치위치를 표시한다. 만약 임의의 스마트 보호기기(Bi ,x)가 고장전류를 경험하고 그것의 Wx가 WR과 같고, 그것의 보호구간이 말단구간이라면 그것의 보호구간이 고장구간이 된다. 여기서, Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 분산전원(21)을 가지지 않는 트리구조 배전선로의 변전소 변압기(22)로부터 흐르는 전류 IT의 방향이다.HR 1: First, FIG. 5 (a) shows a case in which there is no distributed power source. B i , j means the jth bus line to the i-th distribution line, and each bus line indicates the installation position of the protective device. If any smart protection device (B i , x ) experiences a fault current and its W x is equal to W R and its guard interval is a terminal interval, its guard interval is the fault interval. Where W x is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device and W R is the direction of the current I T flowing from the substation transformer 22 to the tree structure distribution line without the distributed power supply 21.

HR 2: 도 5의 (b)는 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우이다. 이 경우에는, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고 그것의 Wx가 WR과 같고, 고장위치 f로부터 그것의 다운스트림 보호기기들 중의 하나가 저전압을 경험한다면 그것의 보호구간이 고장구간이 된다. 여기서 WR은 WD와 동일한 것으로 취급된다. 즉, 도 5의 (b)에와 같이 고장위치 f가 모선 B1,3과 B1,4 사이에 존재한다고 하면, 모선 B1,3에 설치되어 있는 스마트 보호기기 Sp에서의 전류방향은 배전변압기로부터의 전류방향과 같고, 구장위치 f로부터의 다운스트림 보호기기인 모선 B1,4에 설치되어 있는 스마트 보호기기 Sq는 저전압을 경험하게 된다.HR 2: Figure 5 (b) shows a case where the distributed power source is disposed on the power source side of the fault section. In this case, if any smart protection device experiences a fault current and its W x is equal to W R and one of its downstream protection devices from fault location f experiences a low voltage, . Where W R is treated as equal to W D. 5 (b), if the fault position f exists between the bus lines B 1,3 and B 1,4 , the current direction in the smart protection device S p installed on bus lines B 1,3 is equal to the current direction from the distribution transformer, a smart protective device S q, which is installed on the bus B 1,4 downstream protective devices in the field from point f will experience a lower voltage.

HR 3: 또한, 만약 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고 그것의 Wx가 WR과 같고, 고장위치 f로부터 그것의 다운스트림 보호기기들 중의 아무것도 고장전류를 경험하지 않는다면 그것의 보호구간이 고장구간이 된다. 즉, 도 5의 (b)에와 같이 고장위치 f가 모선 B1,3과 B1,4 사이에 존재한다고 하면, 모선 B1,3에 설치되어 있는 스마트 보호기기 Sp에서의 전류방향은 배전변압기로부터의 전류방향과 같고, 고장전류를 경험하게 된다. 하지만 구장위치 f로부터의 다운스트림 보호기기인 모선 B1,4에 설치되어 있는 스마트 보호기기 Sq는 고장전류를 경험하지 않게 된다.HR 3: Also, if any smart protection device experiences a fault current and its W x is equal to W R and none of its downstream protection devices from fault location f experience a fault current, This is the fault zone. 5 (b), if the fault position f exists between the bus lines B 1,3 and B 1,4 , the current direction in the smart protection device S p installed on bus lines B 1,3 is It is equal to the current direction from the distribution transformer and experiences a fault current. But smart protection device S q, which is installed on the bus B 1,4 downstream protective devices in the field from where f is not experiencing a fault current.

참고로, WT와 WD는 각각 하나의 고장이 분산전원(21)을 가지는 배선선로 상에서 발생했을 때 변전소 변압기로부터부터 흐르는 고장전류 IT의 방향과 분산전원(21)으로부터 흐르는 고장전류 ID의 방향을 표시한다. 그리고 이때 WR은 WT 혹은 WD 동일한 것으로 취급된다.For reference, W T and W D indicate the directions of the fault current I T flowing from the substation transformer and the fault current I D flowing from the distributed power supply 21 when one fault occurs on the wiring line having the distributed power supply 21 In the direction of the arrow. And W R is treated as being equal to W T or W D.

HD 4: 도 5의 (c)는 분산전원이 고장구간의 부하 측에 배치되는 경우이다. 이 경우에는, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고 그것의 Wx가 WR (= WT)과 같고, 고장위치 f로부터 그것의 다운스트림 보호기기들 중의 하나의 Wx가 WR (= WT)와 같지 않다면, 그것의 보호구간이 고장구간이 된다. 즉, 도 5의 (c)에와 같이 고장위치 f가 모선 B1,2과 B1,3 사이에 존재한다고 하면, 모선 B1,2에 설치되어 있는 스마트 보호기기 Sp에서의 전류방향은 배전변압기로부터의 전류방향과 같지만, 모선 B1,3에 설치되어 있는 스마트 보호기기 Sq는 계통연계를 통해 부하 측에 배치되어 있는 분산전원으로부터 전력을 공급받기 때문에 스마트 보호기기 Sq에서의 전류방향은 배전변압기로부터의 전류방향(WR (= WT))과는 다르게 되고, 이러한 결과를 바탕으로 스마트 보호기기 Sp와 Sq 사이가 고장구간이라고 판단할 수 있는 것이다.HD 4: Figure 5 (c) shows a case where the distributed power source is disposed on the load side of the fault section. In this case, any smart protection device experiences a fault current and its W x is W R (= W T ), and from the fault location f W x of one of its downstream protection devices is equal to W R (= W T ), its guard interval is the fault interval. 5 (c), if the fault location f exists between the bus lines B 1,2 and B 1,3 , the current direction in the smart protection device S p installed on the bus lines B 1,2 is the same as the current direction from the distribution transformer, smart protection devices installed on the bus B 1,3 S q is the current in the smart protection device S q because receive power from distributed generation arranged on the load side via the grid-connected The direction is the current direction from the distribution transformer (W R (= W T )). Based on these results, the smart protection devices S p and S q It can be judged that the interval is the fault zone.

도 6은 본 발명에 따른 양방향 통신을 위한 구간 모델링에 대해 설명하기 위한 예시도이다. 본 발명의 스마트 보호기기(100)는 고장 시, 선로상의 인근 스마트 보호기기들과 전압 값, 전류 값, 전류방향 또는 이들의 조합을 포함하는 고장정보를 교환한 후, 상기 휴리스틱 규칙들에 기반하여 그것이 락 아웃 상태로 개방되기 전에 고장 구간을 확인하고 분리하도록 설계된다. 상기 방법을 스마트 배전 그리드 시스템(20)에 적용하기 위해서는 임의의 스마트 보호기기들이 배전선로 상의 다른 스마트 보호기기들과의 전기적 연결성을 확인하는 것이 요구된다. 그러므로 보호기기들에 의해 둘러싸이는 하나의 구간 모델(Zone Model)(200)이 정의된다. 상기 양방향 통신을 위한 각 구간은 {SPDS(Smart Protection Device set), VDS(Voltage Direction Set)}로 표시되는데, SPDS는 구간을 구성하는 스마트 보호기기들의 집합을 표시한다. 반면에 VDS는 SPDS에 포함되는 각 보호기기들의 양 방향 전압들 중 어느 측이 정의되는 구간에 포함되는지를 나타내기 위해 요구되는 전압 방향들의 집합이다. 이 표시는 연계 개폐기의 전압 정보를 처리할 때 필요로 된다. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of section modeling for bidirectional communication according to the present invention. The smart protection device 100 of the present invention exchanges malfunction information including a voltage value, a current value, a current direction, or a combination thereof with neighboring smart protection devices on the line in the event of a failure, and then, based on the heuristic rules It is designed to identify and isolate the fault zone before it is opened to the lockout state. In order to apply the method to the smart distribution grid system 20, it is required that any smart protection devices verify the electrical connectivity with other smart protection devices on the distribution line. Therefore, one Zone Model 200 is defined which is surrounded by protective devices. Each section for bidirectional communication is represented by {SPDS (Smart Protection Device set), VDS (Voltage Direction Set)}, where SPDS represents a set of smart protection devices constituting an interval. On the other hand, the VDS is a set of voltage directions required to indicate which side of the bi-directional voltages of the respective protection devices included in the SPDS are included in the defined interval. This indication is required when processing the voltage information of the linkage switch.

도 6에 도시되어 있는 배전계통의 구간(Zone)의 일예들을 보면, 각 스마트 보호기기(100)는 업스트림 또는 다운스트림 전기적 연결성을 추적하기 위해 변전소 변압기로부터 흐르는 전류방향을 기반으로 하나의 전원구간(Source Zone)(210)과 부하구간 혹은 보호구간(Sink Zone)(220)을 가진다. 여기서 부하구간(Sink Zone)(220)은 보호구간(Protection Zone)이 된다. 예를 들면, 스마트 보호기기 S6는 구간(zone) {{S1, S2, S3, S6},{R,A,A,A}}을 전원구간(Source Zone) 그리고 구간(zone) {{S6, S7},{R,A}}을 보호구간(Sink Zone)으로 가진다. 여기서, 업스트림 보호기기들은 {S1, S2, S3}, 다운스트림 보호기기는 {S7}이고, R은 RST상 전압을, A는 ABC상 전압을 나타낸다. 따라서 스마트 보호기기 S3는 구간(zone) {{S1, S2, S3, S6},{R,A,A,A}}를 전원구간(Source Zone) 그리고 구간(zone) {{S3, S4, S8},{R,A,A}}을 보호구간(Sink Zone)으로 가지게 된다. 여기서, 업스트림 보호기기들은 {S1, S2, S6}, 다운스트림 보호기기는 {S4, S8}이 된다. 참고로 도 6의 DG(Distributed Generation)는 스마트 배전 그리드 시스템의 분산전원을 의미하며, CB(Circuit Breaker)는 배전선로 상에 설치된 개폐기를 의미하고, S/S(SubStation)는 스마트 배전 그리드 시스템에 전력을 공급하는 배전변압기를 의미한다. 6, each smart protection device 100 may be configured to detect one upstream or downstream electrical connection based on the current direction flowing from the substation transformer to track one electrical section A source zone 210 and a load zone or a sink zone 220. Here, the load zone 220 is a protection zone. For example, the smart protection device S 6 may be divided into a power source zone and a zone, {{S 1 , S 2 , S 3 , S 6 }, {R, A, A, A} ) {{S 6 , S 7 }, {R, A}} as a protection zone (sink zone). Here, the upstream protection devices are {S 1 , S 2 , S 3 }, the downstream protection devices are {S 7 }, R is the RST phase voltage and A is the ABC phase voltage. Therefore, the smart protection device S 3 is divided into a power source zone and a zone {{S 1 , S 2 , S 3 , S 6 }, {R, A, A, A} S 3 , S 4 , S 8 }, {R, A, A}} as a protection zone (sink zone). Here, the upstream protection devices are {S 1 , S 2 , S 6 } and the downstream protection devices are {S 4 , S 8 }. 6, DG (Distributed Generation) in FIG. 6 denotes a distributed power source of a smart distribution grid system, CB (Circuit Breaker) denotes a switch installed on a distribution line, S / S (SubStation) denotes a smart distribution grid system Power distribution transformer.

도 7은 본 발명에 따른 스마트 보호기기 솔루션의 LIF 추론절차에 대해 설명하기 위한 흐름도로서, 이에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 스마트 보호기기(100) 솔루션의 저임피던스고장(LIF) 추론절차는 총 10개의 단계로 구성된다. FIG. 7 is a flowchart for explaining an LIF inference procedure of the smart protection device solution according to the present invention. As shown in FIG. 7, the low impedance failure (LIF) .

단계 1 : 각 스마트 보호기기는 자기 보호구간의 전류 IA, IB, IC의 실효값(RMS 값)을 계측한다(S101). 여기서, IA, IB, IC는 각 보호기기의 설치 점에서 측정된 a상 전류, b상 전류, c상 전류를 표시한다.Step 1: Each smart protection device measures the effective value (RMS value) of the currents I A , I B , and I C of the self-protection period (S101). Where I A , I B , and I C represent the a-phase current, b-phase current, and c-phase current measured at the point of installation of each protective device.

단계 2 : 미리 정해진 샘플링 또는 사이클 간격으로 트리거링 되어 측정된 각 상의 전류가 미리 정해진 설정값 ISET보다 큰 전류인지를 A, B, C상 순으로 순차적으로 확인한다(S102). 상기 트리거링 간격은 사용자에 의해서 매번 정해지거나 프로그램에 의해서 정해지도록 설정될 수 있다. 만약, 모든 상전류가 미리 설정된 전류값보다 작으면 정상전류로 판정하고 단계 1을 반복한다. 반면에 임의의 적어도 하나의 상 전류가 ISET보다 크면 고장전류로 판정하고 그 상에 대해 단계 3(S103)을 실행한다. 여기서, ISET는 각 보호기기가 자기 설치 위치에서 측정한 전류가 고장전류인지 아닌지를 판별하는 데 기준이 되는 경계값(Threshold value) 이다.Step 2: A, B, and C phases are sequentially checked (S102) to determine whether the current of each phase measured and triggered at a predetermined sampling or cycle interval is larger than a predetermined set value I SET . The triggering interval may be set by the user each time or by a program. If all of the phase currents are smaller than the preset current value, the normal current is determined and step 1 is repeated. On the other hand, if at least one phase current is larger than I SET , it is determined as a fault current and step 3 (S103) is executed on the phase. Here, I SET is a threshold value for determining whether or not the current measured at the self-installation position of each protective device is a fault current or not.

단계 3 : 자기보호구간(Sink Zone) 정보로부터 다운스트림 보호기기들의 집합 DSPDS={PDk}를 정의하고 WR을 확인한다(S103). 여기서 DSPDS는 다운스트림 보호기기 집합(downstream protection device set)을 말하고, PD는 보호기기(protection device)를 말한다.Step 3: Define the set of downstream protection devices DSPDS = {PD k } from the Sink Zone information and confirm W R (S103). Here, DSPDS refers to a downstream protection device set, and PD refers to a protection device.

단계 4 : 만약 모든 다운스트림 스마트 보호기기 세트에 대해서 HR(휴리스틱 규칙) 1을 만족하면 즉, 모든 다운스트림 스마트 보호기기 세트에 대해서 스마트 배전 시스템이 분산전원을 가지지 않는 경우에, 임의의 스마트 보호기기(Bi ,x)가 고장전류를 경험하고 그것의 W x 가 WR과 같고, 그것의 보호구간이 말단구간이라면 그것의 보호구간이 고장구간인 것으로 판정하는 규칙을 만족하면, 단계 10으로 가고, 그렇지 않으면 k=1로 놓고 단계 5를 수행한다.(S104).Step 4: If the smart distribution system does not have distributed power for all downstream smart protection device sets, that is, if the heuristic rule 1 is met for all downstream smart protection device sets, (B i , x ) experiences a fault current and its W x is equal to W R and its guard interval is a terminal interval, if it satisfies the rule of determining that its guard interval is a fault interval, go to step 10 , Otherwise k = 1 and step 5 is performed (S104).

단계 5 : PDK와의 통신을 통해 PDK의 IA k, IB k, IC k, Wx (A) k, Wx (B) k, Wx (C) k, VA k, VB k 및 VC k 데이터를 수집한다. 그리고 다음 단계 6로 간다. 여기서, IA k, IB k, IC k, Wx (A) k, Wx (B) k, Wx (C) k, VA k, VB k 및 VC k는 DSPDS의 k번째 요소 PDK의 A상 전류, B상 전류, C상 전류, A상 전류방향, B상 전류방향, C상 전류방향, 그리고 자기 보호구간 방향의 A상 전압, B상 전압, C상 전압을 표시한다(S105).Step 5: the PD K through the communication with the PD K I A k, I B k, I C k, W x (A) k, W x (B) k, W x (C) k, V A k, V B k and V C k Collect the data. Then go to step 6. Here, I A k, I B k , I C k, W x (A) k, W x (B) k, W x (C) k, V A k, V B k and V C k is the DSPDS k th element of a-phase current, B-phase current, C phase current, the a-phase current direction, B-phase current direction, C-phase current direction, and the a phase voltage, B phase voltage, C-phase voltage of the magnetic guard interval direction of the PD K (S105).

단계 6 : DSPDSk가 {}가 아니면, 즉 모든 다운스트림 보호기기에 대해서 상기 데이터 수집이 완료되지 않았으면, k=k+1로 놓고 단계 5를 계속 수행하여 상기 데이터 수집을 계속한다. 아니면 모든 데이터의 수집이 완료되었으므로 단계 7을 수행한다(S106).Step 6: If DSPDS k is not {}, that is, if the data collection is not completed for all downstream protection devices, continue with step 5 with k = k + 1 and continue the data collection. Otherwise, since the collection of all the data is completed, the step 7 is performed (S106).

단계 7 : 휴리스틱 규칙 2(HR 2)가 만족되면 단계 10을 수행하고, 그렇지 않으면 단계 8을 수행한다 (S107). 여기서 DSPDSk= DSPDSk -1-PDk이다. Step 7: If heuristic rule 2 (HR 2) is satisfied, step 10 is performed; otherwise, step 8 is performed (step 107). Where DSPDS k = DSPDS k -1 -PD k .

단계 8 : 휴리스틱 규칙 3(HR 3)이 만족되면 단계 10을 수행하고, 그렇지 않으면 단계 9를 수행한다 (S108).Step 8: If heuristic rule 3 (HR 3) is satisfied, step 10 is performed; otherwise, step 9 is performed (step S108).

단계 9 : 휴리스틱 규칙 4(HR 4)가 만족되면 단계 10을 수행하고, 그렇지 않으면 단계 1을 계속해서 수행한다(S109).Step 9: If heuristic rule 4 (HR 4) is satisfied, step 10 is performed; otherwise, step 1 is continuously performed (step S109).

단계 10 : 휴리스틱 규칙 1 내지 4를 만족하면, 고장이 감지된 경우이므로, 해당하는 자기보호 구간을 고장구간으로 결정하고, DSPDS의 모든 요소들에게 개방 명령을 내려 고장구간이 자율적으로 분리되도록 한다(S110).Step 10: If the heuristic rules 1 to 4 are satisfied, since the failure is detected, the corresponding self-protection interval is determined as a failure interval, and an open command is issued to all the elements of the DSPDS so that the failure interval is autonomously separated S110).

본 발명에서 휴리스틱 규칙 1 내지 4는 단지 예시에 불과하고, 이러한 휴리스틱 규칙은 언제든지 필요에 따라 추가 정의되어 본 추론 과정에 추가되는 것이 가능하다. 아울러 휴리스틱 규칙은 그 단어가 의미하는 바와 같이 사용자의 경험적인(heuristic) 고장구간 결정 방법이나 절차를 규칙화하여 사용함으로써, 스마트 배전 시스템의 운용 과정에서 매순간 사용자의 결정에 따라서 배전 선로의 고장구간을 판정하고 해당 고장구간을 분리하는 것이 아니라, 미리 휴리스틱 규칙을 프로그램상에 포함시켜 스마트 배전 시스템의 운영 도중에 미리 정해진 휴리스틱 규칙에 해당되면, 원하는 절차에 따라 고장구간을 판정한 후 해당 고장구간을 자동으로 분리하도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, heuristic rules 1 to 4 are merely illustrative, and such heuristic rules can be additionally defined as needed at any time and added to the present inference process. In addition, the heuristic rule, as the word implies, uses the user's heuristic method of determining the failure interval or the procedure in a regular fashion. By doing so, every time the smart distribution system is operated, If a heuristic rule is preliminarily determined during operation of the smart distribution system by including a heuristic rule in advance in the program instead of determining the fault section and determining the fault section according to a desired procedure, It is preferable to separate them.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, I will understand the point. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.

10 : 기존 배전 자동화 시스템  11 : 보호기기
12 : FRTU 13 : 중앙제어장치
20 : 스마트 배전 그리드 시스템 21 : 분산전원
22 : 배전변압기  23 : 루프구조 선로
24 : 트리구조 선로 100 : 스마트 보호기기
110 : 보호기기부 111 : 전원 측 3상 전압센서
112 : 전원 측 3상 전류센서 113 : 부하 측 3상 전압센서
120 : FRTU 부 121 : 서지 보호 회로
122 : 구동부 릴레이 회로 123 : 계측부
124 : 마이크로 프로세서 125 : RTC
126 : 직렬 2포트 127 : 전원부
128 : DC/DC 컨버터 129 : RAM
130 : EPROM 131 : LCD 표시등 및 키
132 : 유무선 네트워크 카드 133 : 양방향 유선 통신포트
134 : 양방향 무선 통신 안테나 135 : 배터리
150 : LIF 판단부 151 : RMS 계산부
152 : 규칙기반 LIF 구간 판단부 160 : HIF 판단부
161 : DWT 또는 DFT 변환부 162 : HIF 분리기(Classifier)
163 : 규칙기반 HIF 구간 판단부 170 : 통신부
200 : 구간모델(Zone Model) 210 : 전원구간(Source Zone)
220 : 부하구간 혹은 부하구간(Sink Zone) 230 : 말단 Zone
10: Existing distribution automation system 11: Protection device
12: FRTU 13: Central control device
20: Smart distribution grid system 21: Distributed power supply
22: distribution transformer 23: loop structure line
24: Tree structure line 100: Smart protection device
110: Protector base 111: Power supply 3-phase voltage sensor
112: Power side three-phase current sensor 113: Load side three-phase voltage sensor
120: FRTU part 121: Surge protection circuit
122: driving unit relay circuit 123:
124: Microprocessor 125: RTC
126: Serial 2 port 127: Power supply
128: DC / DC converter 129: RAM
130: EPROM 131: LCD indicator and key
132: wired / wireless network card 133: bidirectional wired communication port
134: Two-way radio communication antenna 135: Battery
150: LIF determination unit 151: RMS calculation unit
152: rule-based LIF section determination unit 160: HIF determination unit
161: DWT or DFT conversion unit 162: HIF separator (Classifier)
163: rule-based HIF section determination unit 170:
200: Zone Model 210: Source Zone
220: Load section or load section (Sink Zone) 230: Terminal zone

Claims (18)

적어도 하나 이상의 스마트 보호기기;
상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 배전 선로; 및
상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 유선, 무선 또는 이들의 조합을 포함한 양방향 통신 선로;를 포함하며,
상기 스마트 보호기기는,
각 상에 대한 전류값, 전압값, 전류방향 또는 이들의 조합을 포함한 계측을 수행하고, 입력되는 전압과 전류에 대한 실효치를 계산하는 RMS 계산부와 상기 계산된 실효치를 기반으로 저임피던스고장(LIF) 구간을 판단하는 규칙기반 저임피던스고장(LIF) 구간 판단부; 상기 전압값과 전류값에 대해서 DWT 또는 DFT를 포함한 주파수 변환기법을 이용하여 주파수 성분으로 변환하는 주파수 변환부와 상기 주파수 변환된 입력 데이터를 통해서 고임피던스고장(HIF) 구간을 판단하는 규칙기반 고임피던스고장(HIF) 구간 판단부; 또는 이들의 조합을 포함하며,
상기 규칙기반 저임피던스고장(LIF) 구간 판단부 혹은 규칙기반 고임피던스고장(HIF) 구간 판단부는 상기 실효치나 상기 주파수 변환된 입력 데이터를 미리 정의된 값과 비교하여, 휴리스틱 규칙을 적용하여 해당 규칙을 만족하면 고장으로 판단하며, 고장으로 판단되는 경우, 자기보호구간 상의 스마트 보호기기들과 양방향 통신을 수행하여 고장정보를 수집하고, 자기보호구간의 고장구간 여부를 확인하며, 상기 확인된 결과를 바탕으로 고장구간 상의 스마트 보호기기들에 보호기기의 개방 명령과 관련된 양방향 통신을 수행하여, 고장구간을 스마트 배전 그리드 시스템에서 자동으로 분리하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템.
At least one smart protection device;
A distribution line connected between the at least one smart protection device; And
And a bidirectional communication line including wired, wireless, or a combination thereof connected between the at least one smart protection device,
The smart protection device comprises:
An RMS calculation unit for performing measurement including a current value, a voltage value, a current direction, or a combination thereof, for each phase, and calculating an effective value for an inputted voltage and current, and a low impedance fault (LIF) A rule-based low impedance failure (LIF) period determining unit for determining a period; A frequency transform unit for transforming the voltage value and the current value into a frequency component using a frequency conversion technique including DWT or DFT, and a rule-based high impedance unit for determining a high impedance failure (HIF) A failure (HIF) section determination unit; Or a combination thereof,
The rule-based low impedance failure (LIF) interval determination unit or rule-based high impedance failure (HIF) interval determination unit compares the effective value or the frequency-converted input data with a predefined value to apply a heuristic rule to satisfy the corresponding rule Directional communication with the smart protection devices on the self-protection section to collect malfunction information, check whether the self-protection interval is in the fault zone, and if the failure is determined based on the confirmed result Way communication related to the open command of the protective device to the smart protection devices on the fault section, so that the fault section is automatically separated from the smart distribution grid system.
청구항 1에 있어서,
상기 스마트 보호기기는,
FRTU(Feeder Remote Terminal Unit)가 부착되는 차단기, 개폐기 또는 리클로우저를 포함하는 보호기기이며,
상기 보호기기는 입력되는 3상 전압과 전류 및 출력되는 3상 전압에 대한 데이터를 각각 측정하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템.
The method according to claim 1,
The smart protection device comprises:
A protective device including a circuit breaker, a switch or a recloser to which a Feeder Remote Terminal Unit (FRTU) is attached,
Wherein the protective device includes a sensor for measuring data of an input three-phase voltage, a current, and an output three-phase voltage, respectively.
청구항 2에 있어서,
상기 FRTU는 상기 측정된 데이터를 전달받아 배전 선로의 고장여부를 판단하고, 상기 판단한 결과를 양방향 통신수단을 통해서 인접 스마트 보호기기와 교환하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템.
The method of claim 2,
Wherein the FRTU receives the measured data to determine whether the distribution line is faulty, and exchanges the determined result with a neighboring smart protection device through bidirectional communication means.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 규칙기반 저임피던스고장(LIF) 구간 판단부는,
스마트 배전 그리드 시스템에서 분산전원이 전원 측 또는 말단에 존재하나 해당 보호구간에는 존재하지 않은 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간이 말단구간이라면, 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템.
The method according to claim 1,
The rule-based low impedance failure (LIF)
In a smart distribution grid system, if the distributed power source is on the power side or at the end but is not present in the protection period, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R (Where Wx is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device and W R is the direction of the current flowing from the substation transformer) and if the protection interval of the smart protection device is in the terminal section, And determining a section as a failure section.
청구항 1에 있어서,
상기 규칙기반 저임피던스고장(LIF) 구간 판단부는,
스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 하나가 저전압을 경험한다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템.
The method according to claim 1,
The rule-based low impedance failure (LIF)
In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if one of the downstream protection devices of the smart protection device experiences a low voltage from the failure location f, then the smart And the guard interval of the protective device is determined as a failure interval.
청구항 1에 있어서,
상기 규칙기반 저임피던스고장(LIF) 구간 판단부는,
스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 아무것도 고장전류를 경험하지 않는다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템.
The method according to claim 1,
The rule-based low impedance failure (LIF)
In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if none of the downstream protection devices of the smart protection device from the fault location f experience a fault current, Wherein the protection section of the smart protection device is determined as a failure section.
청구항 1에 있어서,
상기 규칙기반 저임피던스고장(LIF) 구간 판단부는,
스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 부하 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 그것의 다운스트림 보호기기들 중의 하나의 Wx가 WR과 같지 않다면(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 주변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템.
The method according to claim 1,
The rule-based low impedance failure (LIF)
To the smart distribution grid system DG as when placed on the load side of the fault section, any smart protection device experiencing a fault current, the same as W x is W R in the smart protection device (where W x is any W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and W x of one of its downstream protection devices from fault location f is not equal to W R (the direction of the current measured at the self- Where W x is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device and W R is the direction of the current flowing from the substation main transformer), and determines the guard interval of the smart protection device as the fault zone Smart distribution grid system.
적어도 하나 이상의 스마트 보호기기로 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법에 있어서,
상기 스마트 보호기기가 각 상에 대한 전류값, 전압값, 전류방향, 전압방향 또는 이들의 조합을 포함한 상태를 계측하는 단계;
상기 상태에 대한 계측값을 기반으로 저임피던스고장(LIF) 구간을 판단하는 단계; 및
상기 판단된 결과를 바탕으로 저임피던스고장 구간 상의 스마트 보호기기들에 보호기기의 개방 명령과 관련된 양방향 통신을 수행하여, 고장구간을 스마트 배전 그리드 시스템에서 자동으로 분리하는 단계;를 포함하며,
상기 저임피던스고장 구간을 판단하는 단계는,
상기 스마트 보호기기가 상기 계측된 각 상에 대한 계측값을 미리 정의된 값과 비교하여, 휴리스틱 규칙을 적용하여 해당 규칙을 만족하면 고장구간으로 판단하는 단계; 및
상기 판단한 결과, 고장으로 판단되는 경우, 자기보호구간 상의 스마트 보호기기들과 양방향 통신을 수행하여 고장정보를 수집하고, 자기보호구간의 고장구간 여부를 확인하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법.
A method for autonomously determining and isolating a fault section in a smart distribution grid system with at least one smart protection device,
Measuring the state of the smart protection device including a current value, a voltage value, a current direction, a voltage direction, or a combination thereof for each phase;
Determining a low impedance fault (LIF) period based on the measured value of the state; And
Performing bi-directional communication with the smart protection devices on the low impedance fault period in relation to the open command of the protection device based on the determined result, and automatically separating the fault interval in the smart distribution grid system,
The step of determining the low impedance failure period includes:
Comparing the measured value of each phase measured by the smart protection device with a predefined value, applying a heuristic rule, and determining the failure interval if the corresponding rule is satisfied; And
And if the failure is determined to be a failure, collecting failure information by performing bidirectional communication with the smart protection devices on the self protection period and checking whether the self protection period is in a failure interval. A method of autonomously determining and isolating a fault zone in a grid grid.
삭제delete 청구항 10에 있어서,
상기 휴리스틱 규칙은,
스마트 배전 그리드 시스템에서 분산전원이 전원 측 또는 말단에 존재하나 해당 보호구간에는 존재하지 않은 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간이 말단구간이라면, 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법.
The method of claim 10,
The heuristic rule includes:
In a smart distribution grid system, if the distributed power source is on the power side or at the end but is not present in the protection period, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R (Where W x is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device and W R is the direction of the current flowing from the substation transformer) and if the protection interval of the smart protection device is in the terminal section, And determining a guard interval as a failure interval. The method for autonomously determining and isolating a failure interval in a smart distribution grid system.
청구항 10에 있어서,
상기 휴리스틱 규칙은,
스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 하나가 저전압을 경험한다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법.
The method of claim 10,
The heuristic rule includes:
In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if one of the downstream protection devices of the smart protection device experiences a low voltage from the failure location f, then the smart And the guard interval of the protective device is determined as a failure interval. The method for autonomously determining and isolating a failure interval in a smart distribution grid system.
청구항 10에 있어서,
상기 휴리스틱 규칙은,
스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 전원 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 상기 스마트 보호기기의 다운스트림 보호기기들 중의 아무것도 고장전류를 경험하지 않는다면 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법.
The method of claim 10,
The heuristic rule includes:
In a Smart Distribution Grid system, when distributed power is placed on the power side of a fault zone, any smart protection device experiences a fault current, and W x in the smart protection device is equal to W R , where W x is arbitrary W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and if none of the downstream protection devices of the smart protection device from the fault location f experience a fault current, Wherein the guard interval of the smart protection device is determined as a failure interval.
청구항 10에 있어서,
상기 휴리스틱 규칙은,
스마트 배전 그리드 시스템에 분산전원이 고장구간의 부하 측에 배치되는 경우로서, 임의의 스마트 보호기기가 고장전류를 경험하고, 상기 스마트 보호기기에서의 Wx가 WR과 같고(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 고장위치 f로부터 그것의 다운스트림 보호기기들 중의 하나의 Wx가 WR과 같지 않다면(여기서 Wx는 임의의 스마트 보호기기의 자기위치에서 측정된 전류의 방향, WR은 변전소 주변압기로부터 흐르는 전류의 방향임), 상기 스마트 보호기기의 보호구간을 고장구간으로 판정하는 것을 특징으로 하는 스마트 배전 그리드 시스템에서 자율적으로 고장구간을 판별하고 분리하는 방법.
The method of claim 10,
The heuristic rule includes:
To the smart distribution grid system DG as when placed on the load side of the fault section, any smart protection device experiencing a fault current, the same as W x is W R in the smart protection device (where W x is any W R is the direction of the current flowing from the substation transformer), and W x of one of its downstream protection devices from fault location f is not equal to W R (the direction of the current measured at the self- Where W x is the direction of the current measured at the magnetic location of any smart protection device and W R is the direction of the current flowing from the substation main transformer), and determines the guard interval of the smart protection device as the fault zone A method of autonomously identifying and isolating a fault zone in a smart distribution grid system.
적어도 하나 이상의 스마트 보호기기;
상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 배전 선로; 및
상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기 사이에 연결된 유선, 무선 또는 이들의 조합을 포함한 양방향 통신 선로;를 포함하는 적어도 하나 이상의 구간을 포함하는 스마트 배전 그리드 시스템에 있어서,
상기 적어도 하나 이상의 스마트 보호기기는 고장 시, 선로상의 인근 스마트 보호기기들과 전압 값, 전류 값, 전류방향 또는 이들의 조합을 포함하는 고장정보를 교환한 후, 휴리스틱 규칙들에 기반하여 상기 스마트 보호기기가 락 아웃 상태로 개방되기 전에 고장 구간을 확인하고 분리하도록 설계되며,
적어도 하나 이상의 각 구간은 스마트 보호기기들의 집합과 각 스마트 보호기기들의 양방향 전압들 중 어느 측이 구간에 포함되는지 나타내기 위해 요구되는 전압방향들의 집합을 포함하도록 정의되는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 위한 구간 모델링 방법을 적용한 스마트 배전 그리드 시스템.
At least one smart protection device;
A distribution line connected between the at least one smart protection device; And
And a bi-directional communication line including wired, wireless, or a combination thereof connected between the at least one smart protection device, the Smart Distribution Grid system comprising:
Wherein the at least one smart protection device exchanges malfunction information including voltage values, current values, current direction or a combination thereof with nearby smart protection devices on the line in the event of a failure, It is designed to identify and isolate the fault zone before the device is opened to the lockout state,
Wherein at least one of the at least one respective interval is defined to include a collection of smart protection devices and a set of voltage directions required to indicate which of the bidirectional voltages of each smart protection devices are included in the interval. Smart distribution grid system applying modeling method.
청구항 16에 있어서,
상기 구간은,
적어도 하나 이상의 스마트 보호기기에 대해서 업스트림 또는 다운스트림의 전기적 연결성을 추적하기 위해 변압기를 포함한 소스 전원으로부터 흐르는 전류방향을 기반으로 하나의 소스 구간 및 싱크 구간을 결정하며, 상기 결정된 싱크 구간을 보호구간으로 지정하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신을 위한 구간 모델링 방법을 적용한 스마트 배전 그리드 시스템.
18. The method of claim 16,
The above-
Determining one source interval and a sink interval based on a current direction flowing from a source power source including a transformer to track upstream or downstream electrical connectivity for at least one smart protection device, A smart distribution grid system to which an interval modeling method for bidirectional communication is applied.
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