표제지
목차
국문 요약 14
ABSTRACT 15
I. 서론 17
II. 전력품질 측정의 관계 이론 20
1. 용어의 정의 20
2. 전력품질의 측정방법 27
가. 측정 등급 27
나. 측정 경로 28
다. 측정할 전기량 28
라. 시간 간격에 대한 측정 합산 29
마. 측정 합산 알고리즘 30
바. 시간-클록 불확도 32
사. 플래깅(flagging) 33
3. 전력품질의 파라미터 34
가. 전력 주파수 35
나. 전압의 크기 36
다. 플리커 (Flickr) 37
라. 전압강하와 전압상승 (Voltage Dip and Voltage Swell) 38
마. 전압정전 (Voltage Interruption) 39
바. 과도 전압 (Transient Voltage) 39
사. 전압 불평형 39
아. 전압 고조파 40
자. 전압 중간고조파 41
차. 리플 전압 (Ripple Voltage) 41
카. 빠른 전압 변화 (rapid voltage change) 42
타. 부족편차와 과다편차 (underdeviation and overdeviation) 43
파. 전류 성분 43
4. 전력품질의 적합성 평가 43
가. 전력 주파수의 평가 44
나. 전압 크기의 평가 45
다. 전압 불평형의 평가 47
라. 전압 고조파의 평가 48
마. 전압 중간고조파의 평가 51
바. 리플 전압의 평가 51
사. 플리커의 평가 52
아. 전도방출의 평가 54
자. 순시 전압강하와 순시정전의 평가 55
5. 전력품질의 표현방법 58
가. 등고선 방식 (contour method) 58
나. ITIC 곡선 (ITIC curve) 59
6. 전력품질 데이터의 처리 64
가. 개요 64
나. 전력품질 데이터의 사용사례 65
III. IEC 61850의 구현 및 성능 검증 76
1. IEC 61850 데이터 모델의 명명 규칙 76
2. 전력품질 정보와의 매핑 77
가. 전력품질 측정에 대한 매핑 77
나. 전력품질 모니터링에 대한 매핑 78
다. 전력품질 이벤트 모니터링 및 전력품질 평가 94
라. 전력품질에 대한 논리노드 및 데이터 객체 119
3. 정보의 전송 120
가. 파일 기반의 통신 서비스 120
나. 프록시/게이트웨이 기반의 통신 서비스 122
4. 통신 적합성 평가 123
가. 시험환경의 구성 123
나. 시험 사례 124
다. 통신 적합성 시험 결과 127
IV. 전력품질 진단장치 개발 및 성능 검증 130
1. 전력품질 진단장치의 요구사항 130
가. 측정 성능 등급 130
나. 전력품질 측정데이터의 저장 131
다. 전력품질 파라미터 별 요구사항 132
2. 전력품질 진단장치의 구현 138
가. 장치의 설계 138
나. 장치의 구현 내용 143
3. 전력품질 진단장치의 검증 146
가. 시험 시스템의 구성 146
나. 시험방법과 절차 147
다. 시험결과의 검증 149
V. 결론 162
1. 전력품질 진단장치 구현 162
2. 전력품질관리 시스템 163
참고문헌 165
〈표 II-1〉 전력품질의 측정 분류 및 평가항목 34
〈표 II-2〉 EN 50160에 따른 전원 주파수 평가 45
〈표 II-3〉 전압 크기 기록 평가 (단상, LV: 230V) 47
〈표 II-4〉 저압/고압 계통에서 고조파 제한 48
〈표 II-5〉 초고압 계통에서 고조파 제한 49
〈표 II-6〉 고조파/중간 고조파에 대한 저압 및 고압계통에서의 고조파 제한 50
〈표 II-7〉 고조파/중간 고조파에 대한 초고압계통에서의 제한 51
〈표 II-8〉 플리커 심각도 Plt 권장 값 53
〈표 II-9〉 플리커 기록 평가 (단상, 정격 전압 230 V) 53
〈표 II-10〉 전도 방출 (2 kHz~9 kHz)의 요구사항 54
〈표 II-11〉 전도 방출 (9 kHz~150 kHz)의 요구사항 55
〈표 II-12〉 전압강하/순간정전 및 상승에 대하여 EN 50160에 따른 분류 55
〈표 II-13〉 단일 전압 이벤트 평가 사례 56
〈표 II-14〉 전압 이벤트의 분류 57
〈표 II-15〉 행위자와 역할 65
〈표 II-16〉 사용사례와 애플리케이션 67
〈표 II-17〉 "전력품질 측정"에 대한 사용사례 67
〈표 II-18〉 "전력 품질 이벤트/설정 전송"에 대한 사용사례 68
〈표 II-19〉 "전력품질 기록 검색"에 대한 사용사례 69
〈표 II-20〉 전력품질 기록의 전송과 PQ 리포트의 전송 75
〈표 III-1〉 전력품질 값의 계산방법에 대한 추가 명명규칙 77
〈표 III-2〉 전력품질 매핑 정보 78
〈표 III-3〉 논리노드 MMXU의 데이터 객체 80
〈표 III-4〉 논리노드 MMXN의 데이터 객체 82
〈표 III-5〉 논리노드 MHAI의 데이터 객체 83
〈표 III-6〉 논리노드 MHAN의 데이터 객체 85
〈표 III-7〉 PQ 적용을 위한 공칭 주파수, 주기 수 및 고조파/중간 고조파 그룹 간의 관계 88
〈표 III-8〉 PQ 애플리케이션을 위한 MHAI에서 DC의 차수, 고조파와 중간 고조파 89
〈표 III-9〉 논리노드 MHFE의 데이터 객체 90
〈표 III-10〉 논리노드 MFLK의 데이터 객체 91
〈표 III-11〉 논리노드 MSQI의 데이터 객체 93
〈표 III-12〉 논리노드 QVVR의 데이터 객체 95
〈표 III-13〉 hstVal 차수 (예 : IEC 62749에 따른) 96
〈표 III-14〉 전압 이벤트의 배열 정렬 97
〈표 III-15〉 논리노드 QSVV의 데이터 객체 99
〈표 III-16〉 데이터 객체 hstVal의 배열 101
〈표 III-17〉 논리노드 QRVC의 데이터 객체 101
〈표 III-18〉 데이터 객체 hstVal의 배열 103
〈표 III-19〉 논리노드 QFVR의 데이터 객체 103
〈표 III-20〉 데이터 객체 hstVal의 배열 104
〈표 III-21〉 논리노드 QVUB의 데이터 객체 105
〈표 III-22〉 데이터 객체 hstVal의 배열 106
〈표 III-23〉 논리노드 QIUB의 데이터 객체 107
〈표 III-24〉 데이터 객체 hstVal의 배열 108
〈표 III-25〉 논리노드 QFLK의 데이터 객체 108
〈표 III-26〉 데이터 객체 hstVal의 배열 110
〈표 III-27〉 논리노드 QVHA의 데이터 객체 110
〈표 III-28〉 데이터 객체 hstVal의 배열 112
〈표 III-29〉 논리노드 QMSV의 데이터 객체 112
〈표 III-30〉 데이터 객체 hstVal의 배열 113
〈표 III-31〉 논리노드 QCPR의 데이터 객체 114
〈표 III-32〉 논리노드 QVTR의 데이터 객체 116
〈표 III-33〉 논리노드 QITR의 데이터 객체 117
〈표 III-34〉 적합성 블록별 ACSI 서비스 126
〈표 III-35〉 통신 적합성 시험 결과 127
〈표 III-36〉 Ass1의 상세 시험절차 129
〈표 IV-1〉 A등급과 S등급 장치에 대한 전력품질 기록 131
〈표 IV-2〉 전력품질 진단장치의 일반 명세 139
〈표 IV-3〉 전력품질 진단장치의 기능 명세 140
〈표 IV-4〉 전력품질 진단장치의 하드웨어 명세 141
〈표 IV-5〉 전력주파수 시험결과의 비교 151
〈표 IV-6〉 저전압 시험결과의 비교 152
〈표 IV-7〉 고전압 시험결과의 비교 154
〈표 IV-8〉 순시 전압강하 시험결과의 비교 155
〈표 IV-9〉 순시 전압상승 시험결과의 비교 157
〈표 IV-10〉 전압정전 시험결과의 비교 158
〈표 IV-11〉 전압 불평형 시험결과의 비교 160
〈표 IV-12〉 전압 고조파 시험결과의 비교 161
[그림 II-1] 측정 경로 28
[그림 II-2] A등급의 합산 간격 동기화 29
[그림 II-3] S등급의 합산 간격 동기화 - 갭이 허용되지 않는 파라미터 31
[그림 II-4] S등급의 합산 간격 동기화 - 갭이 허용되는 파라미터 31
[그림 II-5] 전력 주파수 기록과 주파수 편차 제한 36
[그림 II-6] 전압 크기 실효값 기록 예 37
[그림 II-7] 장시간 플리커 기록의 예 (1개월) 38
[그림 II-8] 순시 전압강하의 예 39
[그림 II-9] 고조파 하위 그룹 계산 방법 40
[그림 II-10] 저압 시스템에서 고조파 기록의 예 41
[그림 II-11] RVC 특성 43
[그림 II-12] EN 50160 표준의 공용 LV 및 MV 네트워크에 사용하는 공칭 전압의 백분율로 나타낸 신호 주파수의... 52
[그림 II-13] 전압 이벤트의 예 : 제한을 갖는 전압강하, 히스테리시스 = Udin의 2 % 및 전압 변동의 추가 기록 (1/2 사이클 실효값)이 있는 전압 변동 기록 57
[그림 II-14] 등고선 방식으로 표현한 전압상승과 전압강하 59
[그림 II-15] ITIC 곡선 60
[그림 II-16] ITIC 와 기존 CBEMA 곡선의 비교 61
[그림 II-17] 전력품질 모니터링 애플리케이션에 관련된 사용사례 66
[그림 II-18] "전력품질 측정 요청"에 대한 사용사례 68
[그림 II-19] "전력품질 이벤트/설정의 전송"에 대한 사용사례 69
[그림 II-20] "전력품질 기록 검색"에 대한 사용사례 70
[그림 II-21] 전력품질 측정 요청 사용사례에 대한 모델링 71
[그림 II-22] 전력품질 알람 사용사례에 대한 모델링 72
[그림 II-23] 전력 품질 기록 사용사례에 대한 모델링 73
[그림 II-24] IED로부터 사용자에게 전력품질 기록 파일 전송 74
[그림 II-25] IED로부터 사용자에게 PQ 리포트 파일 전송 75
[그림 III-1] 히스토그램 HST를 갖는 전압 이벤트를 위한 크기-기간에 대한 모델링 98
[그림 III-2] ITI 곡선에서 예제 이벤트의 시각화 99
[그림 III-3] 클래스 다이어그램 119
[그림 III-4] 전력품질 관리시스템에서의 통신 구조 120
[그림 III-5] 프록시/게이트웨이 기반의 통신 구조 122
[그림 III-6] 시험 환경 123
[그림 IV-1] 메인 DSP CPU 보드 142
[그림 IV-2] EMC에 강인한 전원 보드 143
[그림 IV-3] DSP 및 Raspberry Pi CM4 보드 144
[그림 IV-4] 아날로그 및 디지털 입출력 보드 및 통신 보드 144
[그림 IV-5] 구현된 전력품질 진단장치의 외형 145
[그림 IV-6] 시험 시스템 구성도 146
[그림 IV-7] 비교 시험 수행 화면 147
[그림 IV-8] 전력품질 발생기의 설정 화면 (예: Swell) 148
[그림 IV-9] 상용 전력품질 분석기의 분석결과 화면 148
[그림 IV-10] 구현한 전력품질 진단장치의 측정결과 화면 149
[그림 IV-11] 전력주파수 설정 화면 150
[그림 IV-12] 전력주파수 측정 및 진단화면 150
[그림 IV-13] 전력주파수 설정 화면 151
[그림 IV-14] 저전압 측정 및 진단화면 152
[그림 IV-15] 고전압 설정 화면 153
[그림 IV-16] 고전압 측정 및 진단화면 153
[그림 IV-17] 순시전압강하 설정화면 154
[그림 IV-18] 순시전압강하 측정 및 진단화면 155
[그림 IV-19] 순시전압상승 설정화면 156
[그림 IV-20] 순시전압상승 측정 및 진단화면 156
[그림 IV-21] 전압정전 설정 화면 157
[그림 IV-22] 전압정전 측정 및 진단 화면 158
[그림 IV-23] 전압 불평형 설정화면 159
[그림 IV-24] 전압 불평형 측정 및 진단 화면 159
[그림 IV-25] 전압 고조파 설정화면 160
[그림 IV-26] 전압 고조파 측정 및 진단화면 161