선로전압조정장치와 전기저장장치를 이용한 배전계통의 전압조정방안에 관한 연구 A Study on the Voltage Regulation Method of Distribution System Using Step Voltage Regulator and Energy Storage System원문보기
최근 정부에서는 차세대 성장 동력 산업의 하나로서 녹색성장 정책을 추진하여, 2030년까지 신재생 에너지전원의 비중을 전체 에너지전원의 11% 정도로 확대하는 보급 사업을 적극적으로 수행하고 있다. 이러한 신재생 에너지 전원의 활성화 방안에 따라 지자체와 신재생 에너지 발전사업자를 중심으로 대용량 태양광전원을 배전계통에 활발하게 연계하고 있는 실정 이다. 하지만, 태양광전원이 배전계통에 도입되어 운용되는 경우, 급격한 출력변동에 의하여 수용가전압은 규정치를 벗어날 염려가 있다. 이를 해결하기 위하여, 전력회사에서는 태양광전원이 연계된 배전계통에 선로전 압조정장치(...
최근 정부에서는 차세대 성장 동력 산업의 하나로서 녹색성장 정책을 추진하여, 2030년까지 신재생 에너지전원의 비중을 전체 에너지전원의 11% 정도로 확대하는 보급 사업을 적극적으로 수행하고 있다. 이러한 신재생 에너지 전원의 활성화 방안에 따라 지자체와 신재생 에너지 발전사업자를 중심으로 대용량 태양광전원을 배전계통에 활발하게 연계하고 있는 실정 이다. 하지만, 태양광전원이 배전계통에 도입되어 운용되는 경우, 급격한 출력변동에 의하여 수용가전압은 규정치를 벗어날 염려가 있다. 이를 해결하기 위하여, 전력회사에서는 태양광전원이 연계된 배전계통에 선로전 압조정장치(SVR, Step Voltage Regulator)를 도입하고 있다. 하지만 미리 설정된 지연시간(t sec) 이후에 탭이 동작하는 SVR의 특성에 의하여, 이지연시간동안 수용가전압은 규정치를 벗어날 가능성이 있다[1-5]. 따라서 본 논문에서는 SVR의 시지연 기간 동안 전기저장장치(ESS, Energy Storage System)에 의하여 수용가전압을 안정화시키는 SVR과 ESS의 협조제어알고리즘과 ESS의 도입위치와 적정용량을 산정하는 알고 리즘을 제안한다. 구체적으로 ESS가 계통에 도입되어 운용되는 경우에 기존 SVR모드에서는 ESS의 운용전류가 고려된 SVR의 통과전류에 의하여 크기가 증가하거나 감소하여 SVR의 탭이 기존 탭을 항상 유지하게 되어, ESS의 도입용량만 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 본논문에서는 ESS의 운용(충·방전)전류를 고려하지 않고 부하전류에 의해 서만 SVR의 탭을 동작시키는 새로운 제어모드를 제안한다. 또한, 이 제어모드를 바탕으로 수용가전압이 규정범위를 벗어나게 되는 경우, SVR의 시지연 기간 동안 ESS의 충·방전 동작을 적절하게 수행하는 ESS의 운용 알고리즘을 제시한다. 또한 배전계통의 전압을 규정전압 범위 이내로 유지시키는 ESS의 적정 위치 및 도입용량을 구하기 위하여, ESS의 전체 운용시간 동안 도입위치와 ESS의 용량에 대한 파라메타 분석법을 제안한다. 한편, 배전계통의 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 LDC 방식에 의한 SVR의 전압조정 모델링과 양방향으로 유·무효전력을 제어할수 있는 전기저장장치의 모델링을 제안한다. 이에 따라 태양광전원이 연계된 배전계통에서 SVR과 ESS 도입에 따른 수용가전압 특성을 분석하 고, ESS의 도입위치 및 적정 도입용량을 산정한 결과, 본 논문에서 제안한 SVR과 ESS의 협조제어 알고리즘과 ESS의 도입위치 및 도입용량 산정알고리즘의 유용성을 확인하였다.
최근 정부에서는 차세대 성장 동력 산업의 하나로서 녹색성장 정책을 추진하여, 2030년까지 신재생 에너지전원의 비중을 전체 에너지전원의 11% 정도로 확대하는 보급 사업을 적극적으로 수행하고 있다. 이러한 신재생 에너지 전원의 활성화 방안에 따라 지자체와 신재생 에너지 발전사업자를 중심으로 대용량 태양광전원을 배전계통에 활발하게 연계하고 있는 실정 이다. 하지만, 태양광전원이 배전계통에 도입되어 운용되는 경우, 급격한 출력변동에 의하여 수용가전압은 규정치를 벗어날 염려가 있다. 이를 해결하기 위하여, 전력회사에서는 태양광전원이 연계된 배전계통에 선로전 압조정장치(SVR, Step Voltage Regulator)를 도입하고 있다. 하지만 미리 설정된 지연시간(t sec) 이후에 탭이 동작하는 SVR의 특성에 의하여, 이지연시간동안 수용가전압은 규정치를 벗어날 가능성이 있다[1-5]. 따라서 본 논문에서는 SVR의 시지연 기간 동안 전기저장장치(ESS, Energy Storage System)에 의하여 수용가전압을 안정화시키는 SVR과 ESS의 협조제어알고리즘과 ESS의 도입위치와 적정용량을 산정하는 알고 리즘을 제안한다. 구체적으로 ESS가 계통에 도입되어 운용되는 경우에 기존 SVR모드에서는 ESS의 운용전류가 고려된 SVR의 통과전류에 의하여 크기가 증가하거나 감소하여 SVR의 탭이 기존 탭을 항상 유지하게 되어, ESS의 도입용량만 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 본논문에서는 ESS의 운용(충·방전)전류를 고려하지 않고 부하전류에 의해 서만 SVR의 탭을 동작시키는 새로운 제어모드를 제안한다. 또한, 이 제어모드를 바탕으로 수용가전압이 규정범위를 벗어나게 되는 경우, SVR의 시지연 기간 동안 ESS의 충·방전 동작을 적절하게 수행하는 ESS의 운용 알고리즘을 제시한다. 또한 배전계통의 전압을 규정전압 범위 이내로 유지시키는 ESS의 적정 위치 및 도입용량을 구하기 위하여, ESS의 전체 운용시간 동안 도입위치와 ESS의 용량에 대한 파라메타 분석법을 제안한다. 한편, 배전계통의 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 LDC 방식에 의한 SVR의 전압조정 모델링과 양방향으로 유·무효전력을 제어할수 있는 전기저장장치의 모델링을 제안한다. 이에 따라 태양광전원이 연계된 배전계통에서 SVR과 ESS 도입에 따른 수용가전압 특성을 분석하 고, ESS의 도입위치 및 적정 도입용량을 산정한 결과, 본 논문에서 제안한 SVR과 ESS의 협조제어 알고리즘과 ESS의 도입위치 및 도입용량 산정알고리즘의 유용성을 확인하였다.
In order to maintain customer voltage within allowable limit(220±13V), tap operation of SVR(Step Voltage Regulator) installed in distribution system could be carried out according to the scheduled delay time(t sec) of SVR. However, the compensation of ESS(Energy Storage System) during the delay time...
In order to maintain customer voltage within allowable limit(220±13V), tap operation of SVR(Step Voltage Regulator) installed in distribution system could be carried out according to the scheduled delay time(t sec) of SVR. However, the compensation of ESS(Energy Storage System) during the delay time of SVR is being required because the customer voltages in distribution system interconnected with PV system have a difficultly to be kept within allowable limit. Therefore, this paper presents the optimal voltage stabilization method in distribution system by using coordination operation algorithm between ESS and SVR. And also, this paper proposed estimation algorithm for optimal introduction capacity of ESS depending on location of ESS by the successive approximation method. From the simulation results using the proposed algorithms, it is confirmed that customer voltages in distribution system can be maintained within allowable limit(220±13V).
In order to maintain customer voltage within allowable limit(220±13V), tap operation of SVR(Step Voltage Regulator) installed in distribution system could be carried out according to the scheduled delay time(t sec) of SVR. However, the compensation of ESS(Energy Storage System) during the delay time of SVR is being required because the customer voltages in distribution system interconnected with PV system have a difficultly to be kept within allowable limit. Therefore, this paper presents the optimal voltage stabilization method in distribution system by using coordination operation algorithm between ESS and SVR. And also, this paper proposed estimation algorithm for optimal introduction capacity of ESS depending on location of ESS by the successive approximation method. From the simulation results using the proposed algorithms, it is confirmed that customer voltages in distribution system can be maintained within allowable limit(220±13V).
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