TVA가 원자력 발전소의 전압 저하 분석 및 모터 시동에 Python과 ETAP을 어떻게 활용하는지 알아보세요.

일반적인 평가 절차는 고려 중인 기준에 따라 18,000페이지가 훨씬 넘는 보고서를 생성할 수 있습니다. 이 데이터를 수작업으로 분류하는 것은 매우 시간이 많이 걸립니다. 다행히 ETAP에는 파이썬 지원 기능이 통합되어 있습니다. 100줄도 안 되는 코드로 평가 과정이 완전히 자동화되었습니다. 필요할 때마다 실행하여 계산을 다시 수행할 수 있습니다.
Preston Cooper, ETAP 원자력 발전소 사용자 그룹 기술 위원장

기존 방식이 원자력 발전소의 전력 시스템을 평가하는 데 효율성이 부족하다는 점을 인식한 TVA는 연방 설계 기준의 용량 ​​및 성능 요구 사항에 대한 보호 장치 준수 여부를 보다 효율적으로 평가하기 위해 열화 전압 계전기(DVRS) 시뮬레이션에 새로운 접근 방식을 도입했습니다. TVA는 연구 사례, 수정 사항 및 구성을 반복 가능한 연구로 결합함으로써 분석 결과를 훨씬 더 신속하게 생성하고 평가할 수 있었습니다. 이 시연에서는 ETAP과 Python 코드를 활용한 효율적인 솔루션을 사용하여 연구를 실행하고 결과 데이터를 평가하는 방법을 보여줍니다.

테네시 밸리 공사(TVA)는 미국 연방 정부 소유의 전력 회사로, 미국 남동부 7개 주에 저렴한 전기를 공급하는 동시에 테네시 강 유역의 홍수 통제, 항해 및 토지 관리를 담당합니다. 약 35기가와트(GW)의 발전 용량을 보유한 TVA는 미국 내 전력 회사 중 6번째로 큰 발전 용량을 자랑하며, 3개 부지에 7개의 원자력 발전소를 운영하여 미국 내 3번째로 큰 원자력 발전소를 보유하고 있습니다. 또한, 4개의 석탄 화력 발전소, 29개의 수력 발전 댐, 9개의 단순 사이클 천연가스 연소 터빈 발전소, 9개의 복합 사이클 가스 발전소, 1개의 양수식 수력 발전소, 1개의 풍력 발전소 및 14개의 태양열 발전소를 운영하고 있습니다.  

Location: 미국 테네시주 녹스빌

Year: 2024

대규모 데이터 세트에 대한 정확도가 향상된 더욱 빠른 모터 시동 전압 분석

개선이 필요한 영역

  • 전압 계전기(DVR)의 성능 저하 상태를 분석하는 데 사용되는 수동 또는 반자동 방식을 감소 또는 배제.
  • 원자력 산업 안전 표준(예: IEEE 741)을 완벽하게 준수하면서 전압 강하의 전체 범위 내에서 전기 계산을 신속하게 수행할 수 있는 견고한 도구와 방법 파악.
  • 실제 모터 시동 조건을 반영하는 구체적인 분석 시나리오 개발.
  • 전기 및 비전기 분야 전문가 모두가 이해하기 쉽고 간결한 보고서를 제공하여 의사결정 지원.

사용된 제품

본 사례 연구에서는 다음과 같은 ETAP 솔루션을 사용했습니다.

etapPy™ - ETAP의 Python API 및 통합 개발 환경(IDE)은 Python 스크립트를 ETAP 전력 시스템 분석 소프트웨어와 통합하여 자동화를 제공하고 보고 및 그래프 기능을 확장합니다.

ETAP 전력 시뮬레이터 모터 시동 모듈 - 동적 모터 시동 시뮬레이션 및 모터 가속을 위한 유도 및 동기 모터의 포괄적인 라이브러리와 상세 모델링

성과

  • DVR 분석 보고서를 작성하고 실제 전력망 모델에 따라 시나리오를 조정함으로써 상당한 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
  • 오류와 누락을 방지하는 데 도움이 되는 최적의 정보량을 포함한 고품질 분석 보고서
  • ETAP Python API와 ETAP 시나리오 위저드를 통합하여 계산을 구축하는 것이 간편합니다.
  • 새로운 데이터 세트에 대해 필요에 따라 ETAP을 사용하여 Python 스크립트를 실행하는 자동화 효율성

결과

  • 시나리오 계산 및 검토에 Python을 사용하면 약 50시간에서 1시간 미만으로 시간을 절약할 수 있습니다. 
  • 파이썬을 사용하여 시나리오 계산 및 검토를 수행하면 18,000페이지 이상 분량의 보고서를 12페이지 미만으로 줄일 수 있습니다.
  • 유연한 맞춤 설정 기능을 통해 완전 자동화 모드에서 수동 데이터 검토 모드로 전환하여 모델 작업에 필요한 실무 시간을 확보할 수 있습니다.
  • 간소화된 자동화 접근 방식은 내장 샘플을 통해 사용이 간편하며, ETAP Python 스크립팅 API를 사용하여 100줄 미만의 코드로 구현할 수 있고, ETAP 전력 시스템 분석과 통합되어 있습니다.

ETAP은 연구 사례, 수정 사항 및 구성을 손쉽게 결합하여 반복 가능한 연구를 수행할 수 있도록 지원합니다. 이러한 시나리오 마법사는 필요한 각 계산에 필요한 모든 변수를 조합하도록 설정할 수 있습니다.

Preston Cooper, ETAP 원자력 발전소 사용자 그룹 기술 위원장



동영상

Learn How TVA Uses Python & ETAP for Degraded Voltage Analysis and Motor Starting in Nuclear Plants

Learn How TVA Uses Python & ETAP for Degraded Voltage Analysis and Motor Starting in Nuclear Plants

Nuclear plants in the United States are governed by federal regulations requiring that the electrical power system provide sufficient capacity and capability to the nuclear plant. As part of this analysis, traditional approaches to manually perform single motor start calculations can be tedious and time-consuming. Also, the manual evaluation of the data can easily introduce errors. This presentation takes a closer look at degraded voltage relays (DVRS) and an approach to simulation used by the TVA that is holistic, using ETAP to easily combine the study cases, the revisions, and the configurations into repeatable studies. The demonstration includes the use of an efficient solution using Python code with ETAP to run the studies and evaluate the resultant data.


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