알기쉬운 스마트그리드 3 - EMS, SCADA, SAS, DAS, PQMS

알기 쉬운 스마트그리드 3 - EMS, SCADA, SAS, DAS, PQMS

 

EMS(Energy Management System)

 

스마트그리드의 핵심 인프라 관점

 

1. 신재생 에너지를 이용한 발전설비의 계통 접속을 쉽게 하고 분산전원의 확대를 촉진할 수 있도록 그리드 코드를 표준화할 것
2. 전기사업자와 소비자 간의 쌍방향 정보교환이 가능하도록 전력계통에 초고속 통신망 기능을 갖출 것

• 스마트그리드를 조정하여 전체계 통의 수급균형 상태를 유지하기 위해서는 주파수의 전계통적 특성을 고려할 때 어떤 형태로든 중앙통제가 필요하게 되고, 이러한 통제시스템이 EMS(Energy Management Systme) 즉 중앙급전시스템이라고 부르는 시스템이다.
• EMS는 계통 상태감시와 전력수용 예측을 통해 시시각각으로 변화하는 계통의  수급균형을 실시간으로 유지하고 경제적으로 안정적인 전력공급이 가능하도록 발전 설비의 운영과 계통 상태의 조작을 지시하는 에너지 관리시스템이다.
• 전력계통이 스마트그리드화 되면서 지향하는 목표를 구체적으로 달성하는데 필수적인 기술

 

 

 

SAS(Substration Automation System)

IEC61850 SAS(Substation Automtion systme)

• 변전소 자동화 시스템
• 전력계통에 관하여 원격 운용의 고도화, 용이화를 추구하고자 변전소 내 전력설비들이 지능화 처리가 가능하도록 각종의 첨단화 자동화된 기술을 적용
• 전력설비의 감시, 제어, 계측, 인터록 및 보호 계전 기능 등을 처리하는 기술 또는 시스템이다.
• 최신의 스마트그리드 및 디지털 기술에 의한 전력설비의 보호, 제어, 운영되는 기술 또는 시스템

 

 

원격 단말장치(RTU)

독자적인 RTU, PLC, 변전소 내 LAN모드, IED게이트웨이, 일반 목적 미터, 전력품질 모니터 등 변전소 프로그램은 뛰어난 보안성을 가지고, 변전소와 같은 열악한 산업현장 조건에 적합하도록 제작되어야 하며, 현장 장치로부터 측정, 상태, 경보, 고장기록 등을 수집하는 게이트웨이로서의 역할을 한다.

 

 

다기능 원격소장치(MRTU)

원격에 설치된 현장 계기 및 센서로부터 데이터를 수집하여 유선 전용 선망이나 무선통신망을 이용하여 중앙감시실에 설치된 감시제어용 컴퓨터에 전송하는 온라인 감시제어장치이다.

주로 한전 변전소에 적용되며, 설치 용도 및 여건에 따라 다양한 통신매체를 복수지원 가능하다

다목적으로 활용할 수 있는 고기능 원격 소장치이다.

 

 

2019/12/04 - [책이야기/과학, 공학] - 알기쉬운 스마트그리드-1

알기쉬운 스마트그리드-1

2019/12/05 - [책이야기/과학, 공학] - 알기쉬운 스마트그리드-2

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IEC61850

왜 중요한가 이유?

스마트그리드 변전 자동화는 물론 기존 변전소의 표준화도 가능하고 데이터의 의미, 예상되는 서비스, 제어, SCADA, 보호장비, 변환기 등 운영절차와 프로토콜 표준화로 구성되어있어 중요하다

 

 

기존 변전소와 IEC61850 SAS와 차이점

 

• 기존 변전소는 전력계통의 기능 중에 각기기, 적용성 및 번호부여와 법적 자산도를 수동으로 한다. 이에 반해 SAS는 전력계통상황정보를 사용하여 자동으로 구분되고 그려진다.
• 기기 대상 모델, 추론 서비스 모델 등이 기존 프로토콜에 관계없이 자동으로 구체적으로 그려진다
• 이를 통해서 전력계통과 호환을 이룬다.

 

SCADA, DAS, 및 PQMS

SCADA

• 송배전측에서 변전소 설비들을 원격에서 감시, 제어하는 시스템으로서 변전소 내의 주변압기 정보와 인출 정보등을 관리한다.
• 배전 선로를 감시 제어하는 배전자동화 시스템과는 별로로 운전되어 두 시스템 간의 정보공유는 이루어지지 않고 있다
• 두 시스템 간의 정보를 공유하기 위해서는 연계시스템이 필요하다
• 상시 개방점 최적화 기능을 이용하여 주변압기 및 배전선로 부하의 균등배분을 통한 배전계통운영의 최적화를 이룰 수 있다
• 고장 자동처리 기능을 이용하여 변전소 주변압기 또는 배전선로 고장에 대한 자동 고장복구를 구현할 수 있다

DAS

 

• 배전지능화 시스템 하며, 변전소에서 수용가에 이르는 배전계통과 분산전원 등에 설치되는 전력설비에 대한 원격 감시제어는 물론 해당 설비에 각종 센서를 부착하여 배전설비의 열화상태 등을 진단하며, 분산전원과의 통합 연계운전이 가능하도록 설계된 지능화된 배전계통 통합운영시스템을 말한다.
• 미래의 배전계통망은 전력의 분배에서 벗어나 태양광, 태양열 발전, 풍력발전, 수소연료전지 발전 등 친환경 에너지원이 융합되고 이를 그리드 화한 새로운 패러다임의 전력망이 구성될 예정이다.

 

PQMS(전력품질 모니터링 시스템)

 

• 전통적인 전력시스템의 평가는 호당 정전시간, 호단 정전건수 등 공급신뢰도 지수로 파악되었으나, 새로운 스마트그리드의 경우, 정보, 통신장비와 함께 순간 전압 변동, 고조파 등의 순시 외란에 민감한 첨단설비들이 증가함에 따라 이들 순시 외란 요소들에 대한 적절한 모니터링 및 정량적 평가가 중요해지고 있다
• 이에 적합한 전력품질 모니터링과 고조파, 순간 전압 변동 등의 합리적인 평가와 관리, 그리고 저감기법 등을 개발하여 최고품질의 전력을 공급하기 위한 신개념 전력품질 모니터링 시스템이 필요하다.
• 이 시스템은 순간정전 등 전력품질에 관한 사항들을 실시간 분석하여, 풍력발전, 태양광발전단지 등 신. 재생에너지에 연계된 전력계통이 안정적으로 운영할 수 있게 해 준다.