분산전원이란 전력계통의 대규모 발전설비와 달리 전력소비지 인근에 설치된 신재생에너지 자가용 발전기 등과 같이 계통에 병렬 또는 분리되어 독립적으로 운전되는 소규모 발전설비로 발전원의 종류에 따라 교류발전원, 직류발전원으로 계통연계방법에 따라 인버터 연계형과 직접 연계형으로 나눌 수 있다. 본 논문은 분산형 전원이 배전계통에 연계된 사례를 살펴보고 연계기술기준과 풍력, 태양광발전설비가 계통에 연계시의 ...
분산전원이란 전력계통의 대규모 발전설비와 달리 전력소비지 인근에 설치된 신재생에너지 자가용 발전기 등과 같이 계통에 병렬 또는 분리되어 독립적으로 운전되는 소규모 발전설비로 발전원의 종류에 따라 교류발전원, 직류발전원으로 계통연계방법에 따라 인버터 연계형과 직접 연계형으로 나눌 수 있다. 본 논문은 분산형 전원이 배전계통에 연계된 사례를 살펴보고 연계기술기준과 풍력, 태양광발전설비가 계통에 연계시의 전력품질에 미치는 영향 그리고 계통운용 시 유의사항과 문제점을 도출함으로써 향후 전력계통 측의 해결과제와 대책을 제시하고자 하였다.
먼저 분산전원이 배전계통에 연계되었을 때 전력계통의 영향을 분석해 보면 기존 단 방향 조류계통을 기준으로 한 보호협조방식과 저감형태의 전압강하가 선로말단 또는 계통중간에 분산전원이 분포함에 따라 역조류 발생과 연계점의 전압이 높아져 배전계통의 전압분포가 단순감소 형태로 되지 않는 상황으로 전압조정이 어렵게 되며, 또한 직류발전시스템에서의 고조파 발생으로 통신선에 유도장애가 발생하여 통신잡음이 생기게 된다. 또한 분산전원의 병입은 기존의 배전선로의 보호협조 체계와 자동화 운전에도 많은 영향을 미치게 되며 특히 배전자동화 계통에서의 고장전류 값과 고장표시 지점착오로 고장지점 판단에 혼선이 있을 수 있으므로 다양한 계통보호개념 도입과 단독운전 방지로 계통 안정운영과 사고예방에 주의를 기울여야 하겠다.
분산전원의 적정한 역률관리는 계통전체 유효, 무효전력 공급과 전압안정도의 유지를 위하여 반드시 지켜져야 하고, 중성선 불평형 전류는 중성점의 전위상승과 선로의 제어기기 오동작 부동작을 유발 제품수명 단축과 플리커 장해를 발생시키므로 유의해야 하며, 풍력이나 태양광발전과 같이 기상상황에 의한 분산전원의 급 출력변동에 의한 주파수 동요와 분산전원 단락전류 영향에 의한 계통의 단락용량증가로 기존 차단기의 차단용량 부족도 예상해 볼 수 있다.
이에 과거 순조류 계통이 양방향으로 변화함에 따른 고장검출, 양방향 보호협조 방식체계 구축이 시급하고 발전원별 지역편중 영향을 고려한 계통조류 계산, 발전단위 용량별 집단대형화에 의한 과전압 및 전압변동 폭의 대비책을 기존 운영중인 분산 전원 현장중심으로 분석하며, 단독운전사례에 의한 피해분석과 고조파 발생피해 그리고 효과적인 대책을 발전별 지역별로 면밀히 분석하여 유형별 자료축척이 필요하다 하겠다.
특히 제주지역의 경우 대규모 풍력발전의 집중개발로 제주지역 계통전체가 풍력발전 출력변동성에 심하게 영향을 받음으로 계통의 안정성 확보를 위하여 제2의 HVDC 추가건설 등 육지계통과 연계보강으로 분산발전량의 활용극대화와 육지발전 계통과의 상호 호환성 추가효과가 있으므로 연계력 보강 측면에서 추가 검토의 필요성이 있다 하겠다.
아울러 배전선로와 먼 지역에 건설되는 분산전원이 계통에 용이하게 연계될 수 있는 전력계통 연계기반 조성차원에서 계통보강에 소요되는 예산은 전력기반기금에서 지원하는 방안도 고려해 보면 좋을 것이다.
분산전원이란 전력계통의 대규모 발전설비와 달리 전력소비지 인근에 설치된 신재생에너지 자가용 발전기 등과 같이 계통에 병렬 또는 분리되어 독립적으로 운전되는 소규모 발전설비로 발전원의 종류에 따라 교류발전원, 직류발전원으로 계통연계방법에 따라 인버터 연계형과 직접 연계형으로 나눌 수 있다. 본 논문은 분산형 전원이 배전계통에 연계된 사례를 살펴보고 연계기술기준과 풍력, 태양광발전설비가 계통에 연계시의 전력품질에 미치는 영향 그리고 계통운용 시 유의사항과 문제점을 도출함으로써 향후 전력계통 측의 해결과제와 대책을 제시하고자 하였다.
먼저 분산전원이 배전계통에 연계되었을 때 전력계통의 영향을 분석해 보면 기존 단 방향 조류계통을 기준으로 한 보호협조방식과 저감형태의 전압강하가 선로말단 또는 계통중간에 분산전원이 분포함에 따라 역조류 발생과 연계점의 전압이 높아져 배전계통의 전압분포가 단순감소 형태로 되지 않는 상황으로 전압조정이 어렵게 되며, 또한 직류발전시스템에서의 고조파 발생으로 통신선에 유도장애가 발생하여 통신잡음이 생기게 된다. 또한 분산전원의 병입은 기존의 배전선로의 보호협조 체계와 자동화 운전에도 많은 영향을 미치게 되며 특히 배전자동화 계통에서의 고장전류 값과 고장표시 지점착오로 고장지점 판단에 혼선이 있을 수 있으므로 다양한 계통보호개념 도입과 단독운전 방지로 계통 안정운영과 사고예방에 주의를 기울여야 하겠다.
분산전원의 적정한 역률관리는 계통전체 유효, 무효전력 공급과 전압안정도의 유지를 위하여 반드시 지켜져야 하고, 중성선 불평형 전류는 중성점의 전위상승과 선로의 제어기기 오동작 부동작을 유발 제품수명 단축과 플리커 장해를 발생시키므로 유의해야 하며, 풍력이나 태양광발전과 같이 기상상황에 의한 분산전원의 급 출력변동에 의한 주파수 동요와 분산전원 단락전류 영향에 의한 계통의 단락용량증가로 기존 차단기의 차단용량 부족도 예상해 볼 수 있다.
이에 과거 순조류 계통이 양방향으로 변화함에 따른 고장검출, 양방향 보호협조 방식체계 구축이 시급하고 발전원별 지역편중 영향을 고려한 계통조류 계산, 발전단위 용량별 집단대형화에 의한 과전압 및 전압변동 폭의 대비책을 기존 운영중인 분산 전원 현장중심으로 분석하며, 단독운전사례에 의한 피해분석과 고조파 발생피해 그리고 효과적인 대책을 발전별 지역별로 면밀히 분석하여 유형별 자료축척이 필요하다 하겠다.
특히 제주지역의 경우 대규모 풍력발전의 집중개발로 제주지역 계통전체가 풍력발전 출력변동성에 심하게 영향을 받음으로 계통의 안정성 확보를 위하여 제2의 HVDC 추가건설 등 육지계통과 연계보강으로 분산발전량의 활용극대화와 육지발전 계통과의 상호 호환성 추가효과가 있으므로 연계력 보강 측면에서 추가 검토의 필요성이 있다 하겠다.
아울러 배전선로와 먼 지역에 건설되는 분산전원이 계통에 용이하게 연계될 수 있는 전력계통 연계기반 조성차원에서 계통보강에 소요되는 예산은 전력기반기금에서 지원하는 방안도 고려해 보면 좋을 것이다.
Dispersed Generation System is a small sized power system called 'new and renewable energy' such as a privately-owned one. Unlike the large-sized traditional electrical power system, the dispersed generation system is located at near the user. The system is operated by parallel to the electric power...
Dispersed Generation System is a small sized power system called 'new and renewable energy' such as a privately-owned one. Unlike the large-sized traditional electrical power system, the dispersed generation system is located at near the user. The system is operated by parallel to the electric power system or operated separately to the system. It can be divided not only by AC and DC power source but also the inverter and direct connection according to the way of the power system interconnection. This paper is to conduct the examples of the dispersed generation system operated with distribution system, and is to examine how the inter-connecting wind power or photovoltaic generation with the main power system affects the quality of the electricity and things to consider about the system operating so that by checking out the problems the solution of the system can be presented.
First, the effects of the power system in which the dispersed generation system is interconnected to the distribution system will be analyzed: in the traditional one-way electric flow both protection system and voltage drop can cause the reverse current flow and the raising the voltage of the interconnecting the system because of the dispersed generation system at the end of the distribution line or in the middle of the network. The power distribution cannot be reduced softly so that it is very hard to control voltage of the system. The occurrence of harmonics on the DC power system can lead to inductive interference to make noise of telecommunication line. In addition, the dispersed generation system paralleling with the system affects a lot on protection coordination system and automated operation of the distribution lines. Moreover, the measuring the fault current of the automated system and the mismeasuring the error spot caused by the reversed-flow make the system misunderstand the real error spot. Therefore, it is necessary to keep the dispersed generation system from running when the main system is out of order to properly operate the system without any problem.
The power factor of the dispersed generation system should be appropriately managed to provide active or reactive power of the electrical power system and to keep the voltage stability. Neutral unbalance of the neutral line tends to raise the voltage and to make error or fail to operate the system controller, which harms the facilities and flicker interference. On the other hand, the dispersed generation system such as wind power and photovoltaic generation can fluctuate the voltage and frequency due to the climate condition. The increasing of the circuit capacity caused by the dispersed generation system and short circuit current and short circuit current can lead to the lack of the breaking capacity.
Thus, it is essential to build a new fault-detecting and protection coordination system according to the system change from one-way power flow to two-way power flow, to calculate the load flow considering the effect of the local dispersed generation system, and to analyze the loss resulting from the separate-operating the dispersed generation system from the main system and damage from the occurrence of the harmonics.
In the case of Jeju-island, it is needed to build another HVDC since the local power system can be affected from hunting of a lot of large-sized wind powers to attain the stability of the power system which is possible to be interconnected to the power system of the main land. Then both the power system of the Jeju-island and main land can be cooperated each other when they need.
Dispersed Generation System is a small sized power system called 'new and renewable energy' such as a privately-owned one. Unlike the large-sized traditional electrical power system, the dispersed generation system is located at near the user. The system is operated by parallel to the electric power system or operated separately to the system. It can be divided not only by AC and DC power source but also the inverter and direct connection according to the way of the power system interconnection. This paper is to conduct the examples of the dispersed generation system operated with distribution system, and is to examine how the inter-connecting wind power or photovoltaic generation with the main power system affects the quality of the electricity and things to consider about the system operating so that by checking out the problems the solution of the system can be presented.
First, the effects of the power system in which the dispersed generation system is interconnected to the distribution system will be analyzed: in the traditional one-way electric flow both protection system and voltage drop can cause the reverse current flow and the raising the voltage of the interconnecting the system because of the dispersed generation system at the end of the distribution line or in the middle of the network. The power distribution cannot be reduced softly so that it is very hard to control voltage of the system. The occurrence of harmonics on the DC power system can lead to inductive interference to make noise of telecommunication line. In addition, the dispersed generation system paralleling with the system affects a lot on protection coordination system and automated operation of the distribution lines. Moreover, the measuring the fault current of the automated system and the mismeasuring the error spot caused by the reversed-flow make the system misunderstand the real error spot. Therefore, it is necessary to keep the dispersed generation system from running when the main system is out of order to properly operate the system without any problem.
The power factor of the dispersed generation system should be appropriately managed to provide active or reactive power of the electrical power system and to keep the voltage stability. Neutral unbalance of the neutral line tends to raise the voltage and to make error or fail to operate the system controller, which harms the facilities and flicker interference. On the other hand, the dispersed generation system such as wind power and photovoltaic generation can fluctuate the voltage and frequency due to the climate condition. The increasing of the circuit capacity caused by the dispersed generation system and short circuit current and short circuit current can lead to the lack of the breaking capacity.
Thus, it is essential to build a new fault-detecting and protection coordination system according to the system change from one-way power flow to two-way power flow, to calculate the load flow considering the effect of the local dispersed generation system, and to analyze the loss resulting from the separate-operating the dispersed generation system from the main system and damage from the occurrence of the harmonics.
In the case of Jeju-island, it is needed to build another HVDC since the local power system can be affected from hunting of a lot of large-sized wind powers to attain the stability of the power system which is possible to be interconnected to the power system of the main land. Then both the power system of the Jeju-island and main land can be cooperated each other when they need.
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