전력 품질 모니터링과 분석에 NI를 선택하는 이유는 무엇입니까?

개요

문제 시정의 첫 단계는 바로 측정입니다. 재생품, 플러그인 차량, 인버터, 온 그리드 스토리지, HVDC와 유틸리티 그리드에 발생하는 다른 변화들은 이전 세대의 기기장치를 설계하였을 때는 예상치 못한 여러 방법으로 전력 품질에 영향을 줍니다. NI 기술을 토대로 만든 전력 품질 측정 장치는 좋은 품질과 유연성으로, 전력 시스템 기술자가 달리 감지하기 어려운 전력 품질 문제를 정량화하는데 도움을 줍니다. 본 논문은 전력 품질 분석기와 전력 품질 모니터링 장비에 대한 NI 기술의 3가지 구체적인 이점에 대해 다룹니다.

내용

그리드의 고품질 데이터

사용 중인 측정 구성부품의 샘플 속도, 해상도와 정확성은 매우 중요하지만 더 중요한 것은 측정 시스템의 임베디드 하드웨어에 그것들을 설계하는 능력입니다.  NI는 측정 시스템의 보드 레벨 하드웨어를 설계한 40년의 경험이 있으며 이로써 오늘날 매년 30,000여 고객에게 고품질 I/O 하드웨어, 드라이버를 제공하고 지원할 수 있게 되었습니다.

유틸리티 용도에 사용되는 많은 측정 모듈은 초 당 최대 50,000 샘플로 샘플링하는 24-bit 해상도 컨버터를 기반으로 합니다.  (각각 1000/833.33 samples/cyc @ 50/60Hz)  샘플 속도, 해상도, 안티앨리어스 필터와 입력 소음 등 모든 것을 고려하여 고품질 파형 측정을 위해 설계되었습니다.

품질 측정은 해당 전문가가 사용할 수 있어야만 효과가 있습니다.  NI 기술 기반 측정 시스템은 미가공 파형 데이터에 대해 전체적이고 프로그래밍할 수 있는 접근이 가능합니다.  전형적인 NI 기반 시스템은 샘플링 속도 50,000샘플/초에서 PT 또는 CT로부터 데이터를 습득합니다.  이 데이터는 흔히 필터되고 전력 계산을 위해 일정수의 샘플/주기로 변환되기 위해 재샘플링됩니다.  전형적인 기기는 계산된 결과와 기록을 위해 일부 파형 포인트의 수를 보고하게 되나, NI 기반 시스템은 계산, 재샘플링된 파형 데이터, 샘플링되지 않은 미가공 파형 데이터 등 모든 것에 대한 완전한 접근을 제공합니다.  처리, 기록, 보고 또는 폐기 등 대상 데이터 결정은 해당 전문가에게 달려있습니다.  이것은 흔히 PC를 통한 모의에서 수행되는 연구 셋업이지만, NI 기술은 이 능력을 제고하여 현장에 배치 가능한 견고한 시스템으로 만듭니다.

그림 1. NI 기반의 지능형 전자식 장치는 법의학 분석과 미래 감지 알고리즘의 개발을 지원하기 위해 미가공 파형 데이터에 대한 완전한 접근을 제공합니다.

미래의 변화와 니즈에 대비하는 업그레이드 가능성

내일의 문제는 오늘의 문제와 다를 수 있듯이, 내일의 측정은 오늘의 측정과는 다를 수 있습니다.  NI 하드웨어 기반의 전력 품질 분석기와 전력 품질 모니터는 LabVIEW 또는 C/C++ (FPGA 는 LabVIEW만 해당)와 결합을 통해 자유롭게 프로그래밍이 가능하며 배치된 이후에도 다시 이미지화할 수 있습니다.  이는 새로운 자본 장비 구입과 설치 없이 새로운 문제를 감지하기 위해 새로운 알고리즘을 배치할 수 있음을 의미합니다.

하드웨어의 측정 역량은 후일 현장에 추가될 수 있는 다음과 같은 수 십가지의 소프트웨어 설계 기능을 가능하게 합니다.

  • 고조파 소음 감지(최대 100개 이상의 오더)
  • 고속 파형 데이터(재샘플링되거나 미가공)에 의한 결함 리코딩
  • 표준 순간전압 변동 이벤트 감지
  • 미터링
  • 점멸 감지
  • 맞춤형

"맞춤형"은 분명히 예외이나, LabVIEW 기능 블록(VI)은 LabVIEW 전력 툴킷의 모든 소프트웨어 설계 기능에 대해 존재합니다.

맞춤형 알고리즘과 알람 동작을 위한 전력 처리

CompactRIO 컨트롤러는 667 MHz/core에서 클록되는 dual-core ARM9부터 1.91 GHz/core에서 실행되는 quad-core INTEL processor에 이르는 프로세서와 같이 가용됩니다.  또한, 각각의 CompactRIO 프로세서는 제어 및 공동 처리 능력을 위해 FPGA와 짝을 이룹니다.  이 처리 능력은 많은 전력 품질 분석 기능을 단일 장치에 통합하기 위해서 사용될 뿐만 아니라 유틸리티 전문가와 연구원들이 정보를 보다 빨리 현장에서 구하기 위해 더 많은 알고리즘을 실행하는데 도움을 주기 위해서도 사용됩니다.  알고리즘은 결함 이벤트와 법의학 조사가 근본 원인을 결정하기 위해 수 개월이 걸린 이후에 수집된 데이터의 분량을 이용하여 스프레드시트로 흔히 개발됩니다.  NI 기술에 가용되는 처리 능력을 이용하면, 중심적 작업에서 개발된 알고리즘 부분은 그리드로 푸시다운되어 문제 발생 전에 문제를 감지하거나 또는 가장 높은 값의 데이터 부분을 경계함으로써 고장의 근원을 확인하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있습니다.  CompactRIO은 알고리즘 엔지니어링을 위한 이상적인 플랫폼입니다.

 

결론

송전, 배전, 발전 기술은 변화하여 전력회사와 벤더들이 그리드를 설치하고 품질 영향을 측정하는 것을 보다 어렵게 만듭니다.  소프트웨어 주력 솔루션에 의한 플랫폼 접근은 지능형 그리드 장치가 현재 그리드에서 발생하는 변화와 도전을 따라잡고 해결할 수 있는 최선의 방법입니다.  CompactRIO 및 LabVIEW와 같은 NI 툴은 송전과 배전 측정 애플리케이션에 최적인 설계 측면을 가지는 플랫폼을 기반으로 합니다.

 

추가 리소스