EMS 운용기능

EMS의 정의

EMS는 발전소와 주요 변전소의 운전 상황을 감시하고 발전과 송전을 조절하는 컴퓨터 시스템이다.

국내에서는 전력거래소의 중앙급전소에 설치되어 전국 계통을 자동으로 운용한다.

쉽게 말해 EMS는 전력계통의 운전실이다. 발전기 출력과 차단기 상태를 한곳에서 본다.

구성 계층

EMS는 크게 데이터 수집 계층과 해석·제어 계층으로 나뉜다.

데이터 수집은 SCADA가 맡고, 해석과 제어는 네트워크 응용 기능군이 맡는다.

네트워크 응용에는 상태추정, 조류계산, 안전도 해석, 급전 계산이 포함된다.

측정에서 지령까지

EMS는 측정, 추정, 해석, 지령이 주기적으로 순환하는 폐루프 체계다.

먼저 측정값의 오차를 상태추정으로 보정해 계통 상태를 확정한다.

그 상태로 조류계산과 안전도 해석을 하고 SCED로 발전기 출력을 정한다.

지령은 AGC로 발전기에 전달되고 결과가 다시 감시된다.

기능 계열 비교

EMS 기능은 실시간 감시·상태 계열과 계획·최적화 계열로 나눌 수 있다.

상태추정은 불완전한 계측값에서 계통 상태를 얻는 기능이다.

조류계산과 SCED는 그 상태를 바탕으로 운용 조건을 계산하는 기능이다.

따라서 상태추정 결과가 이후 모든 해석의 입력이 된다.

SCED와 제약발전

경제급전은 송전 제약을 무시해 SCED보다 연료비가 낮게 나오며, 그 차이가 제약발전과 제약비발전 정산의 기준이 된다.

가상의 예로 발전기 A의 출력 차이를 계산해 보자.

ED에서 100만 kW이던 A는 SCED에서 80만 kW가 되어 제약비발전 상태다.

차이를 5분 동안 발전량으로 환산하면 약 1.67만 kWh가 된다.

시험 포인트와 직접 풀기

시험에서는 EMS와 SCADA, ED와 SCED를 구분해 쓰는 것이 중요하다.

상태추정을 단순 측정값 평균으로 설명하면 감점 요인이 된다.

조류계산의 PQ 모선은 P와 Q가 기지이고 V와 δ가 미지다.

직접 풀어 보자.

정답과 암기 정리

정답은 P와 Q다. PQ 모선에서는 P와 Q가 기지이고 V와 δ가 미지다.

정리하면 EMS는 감시·제어·해석·최적화를 담당하는 상위 계통운영 체계다.

SCADA는 그 하부에서 원격 감시와 데이터 수집을 맡고, SCED는 선로 용량 제약을 반영한다.