산업의 발달로 인한 화석연료의 무분별한 사용의 증가와 자원의 고갈 그리고 환경문제가 전 세계적으로 심화하고 있다. 이러한 지구 환경 및 기후변화 문제를 포함하여 17개의 주요 목표와 169개의 세부 목표를 해결하고 이행하고자 하는 국제사회의 최대 공동 목표인 ‘지속 가능한 개발 목표(SDGs)’ 가 2015년 제70차 UN 총회 및 UN 지속 가능 개발 정상회의에서 194개국 회원국의 만장일치로 제정되었다. 여기에는 국제 협력의 강화 및 기술에 대한 투자 촉진을 바탕으로 2030년까지 ...
산업의 발달로 인한 화석연료의 무분별한 사용의 증가와 자원의 고갈 그리고 환경문제가 전 세계적으로 심화하고 있다. 이러한 지구 환경 및 기후변화 문제를 포함하여 17개의 주요 목표와 169개의 세부 목표를 해결하고 이행하고자 하는 국제사회의 최대 공동 목표인 ‘지속 가능한 개발 목표(SDGs)’ 가 2015년 제70차 UN 총회 및 UN 지속 가능 개발 정상회의에서 194개국 회원국의 만장일치로 제정되었다. 여기에는 국제 협력의 강화 및 기술에 대한 투자 촉진을 바탕으로 2030년까지 재생 에너지의 발전량 비율의 확대 및 효율 향상을 위한 목표가 포함되어 있다. 이러한 국제적 추세에 맞추어 우리나라의 산업통상자원부는 ‘재생 에너지 3020 계획’을 바탕으로 신재생 에너지 설비 비중을 2017년 기준 11.3GW에서 2030년까지 58.5GW로 늘리고 재생 에너지 발전량을 20%까지 증가시키기 위한 정책을 수립하였다. 재생 에너지 및 ESS 등의 분산전원 도입은 온실가스의 감축, 새로운 발전소의 건설 및 송전 선로의 증설 방지 및 장기적인 측면에서도 폐기물 관리 등 많은 장점이 있다. 또한, 부하 근처에서 분산전원이 연계된 경우 전력품질과 공급의 안정성에서 유리한 영향을 가질 수도 있다. 그러나 기존 배전계통 시스템의 단방향 조류특성에서 분산전원의 연계로 인한 양방향 조류특성을 가지게 된다. 이로 인한 역조류의 발생, 분산전원의 간헐적 출력 특성으로 인한 전압변동, 전기품질 저하 및 보호 협조 문제 등 많은 문제를 초래할 수 있다 현재 배전선로의 전압조정을 위해 부하 시 탭 변환장치(OLTC, On Load Tap Changer) 및 선로 전압조정장치(SVR, Step Voltage Regulator) 등이 설치되어 있다. 하지만 종래의 제어방법은 배전계통에 분산전원이 연계되는 영향성을 고려하지 않았으므로 전압조정에 있어 많은 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위한 분산전원의 연계를 고려한 OLTC 및 SVR에 관한 수많은 연구가 진행되었다. 분산전원의 도입이 배전계통 전압조정에 미치는 영향성을 분석하고 송출기준 전압의 저하를 고려할 때에 최대 도입 가능한 용량을 산정하여 분산전원 도입 가능한 용량을 산정하는 방법에 관한 연구가 진행되었다. 또한, LDC 전압조정요소 및 파라미터의 정정을 통하여 분산전원의 도입을 증가시키는 다양한 연구가 진행되었지만, 역조류의 상황을 고려하지 않았다. 분산전원의 도입으로 인하여 발생하는 역조류 상황에서의 SVR 운전방법을 살펴보면 일본 및 EATON의 경우 역조류 발생 시 양방향 제어 및 탭 고정 방식을 사용하고 있으며, 현재 국내 배전계통에서 한국전력공사는 SVR의 2차 측 탭을 송출전압 1.0 p.u.로 일정 전압 제어하는 방식으로 운영하고 있다. 또한, 저압 수용가의 허용전압 범위는 배전선로의 부하량에 따라 변동하게 된다. 하지만 앞서 연구된 논문들을 SVR을 통한 전압조정에 있어 부하변동 요소를 고려하지 않았다. 앞으로 배전계통에 분산전원이 연계됨에 따라 배전선로는 최대부하인 중부하와 최소부하인 경부하 모든 상황에서 저압 수용가의 전압을 허용전압 범위 내로 유지하여야 한다. 따라서 계통에 안정도와 분산전원의 연계에 따른 전력품질 및 수용가 허용전압 범위를 유지하기 위한 SVR의 새로운 제어 알고리즘이 필요하다. 전술의 연구 배경에 언급하였듯이 분산전원이 계통에 연계되어 역조류가 발생하는 상황에서 SVR은 저압 수용가 직하 및 말단의 전압을 허용전압 범위 내로 유지하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 배전계통 운영자로서는 중부하 및 경부하에 상관없이 양질의 전력을 수용가에 공급하기 위해 허용전압 범위 내에서 운전하도록 유지하여야 하므로 이를 해결하기 위해서 SVR의 새로운 전압제어 알고리즘이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 기존 설치된 SVR을 이용하여 순조류뿐만 아닌 역조류의 상황에서도 저압 수용가의 전압을 허용전압 범위 내로 유지하기 위한 새로운 SVR의 전압제어 알고리즘을 제안하고 이를 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통하여 모의·검증하고자 한다.
산업의 발달로 인한 화석연료의 무분별한 사용의 증가와 자원의 고갈 그리고 환경문제가 전 세계적으로 심화하고 있다. 이러한 지구 환경 및 기후변화 문제를 포함하여 17개의 주요 목표와 169개의 세부 목표를 해결하고 이행하고자 하는 국제사회의 최대 공동 목표인 ‘지속 가능한 개발 목표(SDGs)’ 가 2015년 제70차 UN 총회 및 UN 지속 가능 개발 정상회의에서 194개국 회원국의 만장일치로 제정되었다. 여기에는 국제 협력의 강화 및 기술에 대한 투자 촉진을 바탕으로 2030년까지 재생 에너지의 발전량 비율의 확대 및 효율 향상을 위한 목표가 포함되어 있다. 이러한 국제적 추세에 맞추어 우리나라의 산업통상자원부는 ‘재생 에너지 3020 계획’을 바탕으로 신재생 에너지 설비 비중을 2017년 기준 11.3GW에서 2030년까지 58.5GW로 늘리고 재생 에너지 발전량을 20%까지 증가시키기 위한 정책을 수립하였다. 재생 에너지 및 ESS 등의 분산전원 도입은 온실가스의 감축, 새로운 발전소의 건설 및 송전 선로의 증설 방지 및 장기적인 측면에서도 폐기물 관리 등 많은 장점이 있다. 또한, 부하 근처에서 분산전원이 연계된 경우 전력품질과 공급의 안정성에서 유리한 영향을 가질 수도 있다. 그러나 기존 배전계통 시스템의 단방향 조류특성에서 분산전원의 연계로 인한 양방향 조류특성을 가지게 된다. 이로 인한 역조류의 발생, 분산전원의 간헐적 출력 특성으로 인한 전압변동, 전기품질 저하 및 보호 협조 문제 등 많은 문제를 초래할 수 있다 현재 배전선로의 전압조정을 위해 부하 시 탭 변환장치(OLTC, On Load Tap Changer) 및 선로 전압조정장치(SVR, Step Voltage Regulator) 등이 설치되어 있다. 하지만 종래의 제어방법은 배전계통에 분산전원이 연계되는 영향성을 고려하지 않았으므로 전압조정에 있어 많은 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위한 분산전원의 연계를 고려한 OLTC 및 SVR에 관한 수많은 연구가 진행되었다. 분산전원의 도입이 배전계통 전압조정에 미치는 영향성을 분석하고 송출기준 전압의 저하를 고려할 때에 최대 도입 가능한 용량을 산정하여 분산전원 도입 가능한 용량을 산정하는 방법에 관한 연구가 진행되었다. 또한, LDC 전압조정요소 및 파라미터의 정정을 통하여 분산전원의 도입을 증가시키는 다양한 연구가 진행되었지만, 역조류의 상황을 고려하지 않았다. 분산전원의 도입으로 인하여 발생하는 역조류 상황에서의 SVR 운전방법을 살펴보면 일본 및 EATON의 경우 역조류 발생 시 양방향 제어 및 탭 고정 방식을 사용하고 있으며, 현재 국내 배전계통에서 한국전력공사는 SVR의 2차 측 탭을 송출전압 1.0 p.u.로 일정 전압 제어하는 방식으로 운영하고 있다. 또한, 저압 수용가의 허용전압 범위는 배전선로의 부하량에 따라 변동하게 된다. 하지만 앞서 연구된 논문들을 SVR을 통한 전압조정에 있어 부하변동 요소를 고려하지 않았다. 앞으로 배전계통에 분산전원이 연계됨에 따라 배전선로는 최대부하인 중부하와 최소부하인 경부하 모든 상황에서 저압 수용가의 전압을 허용전압 범위 내로 유지하여야 한다. 따라서 계통에 안정도와 분산전원의 연계에 따른 전력품질 및 수용가 허용전압 범위를 유지하기 위한 SVR의 새로운 제어 알고리즘이 필요하다. 전술의 연구 배경에 언급하였듯이 분산전원이 계통에 연계되어 역조류가 발생하는 상황에서 SVR은 저압 수용가 직하 및 말단의 전압을 허용전압 범위 내로 유지하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 배전계통 운영자로서는 중부하 및 경부하에 상관없이 양질의 전력을 수용가에 공급하기 위해 허용전압 범위 내에서 운전하도록 유지하여야 하므로 이를 해결하기 위해서 SVR의 새로운 전압제어 알고리즘이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 기존 설치된 SVR을 이용하여 순조류뿐만 아닌 역조류의 상황에서도 저압 수용가의 전압을 허용전압 범위 내로 유지하기 위한 새로운 SVR의 전압제어 알고리즘을 제안하고 이를 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 통하여 모의·검증하고자 한다.
Efforts to reduce the use of fossil fuels and reduce greenhouse gas emissions are on the rise. In Korea, based on the Renewable Energy 3020 plan, we will increase the generation of renewable energy by 20% by 2030. The introduction of distribution generation is eco-friendly and avoids the constructio...
Efforts to reduce the use of fossil fuels and reduce greenhouse gas emissions are on the rise. In Korea, based on the Renewable Energy 3020 plan, we will increase the generation of renewable energy by 20% by 2030. The introduction of distribution generation is eco-friendly and avoids the construction of new power plants and the expansion of transmission lines. However, when the distributed power supply is connected to the grid, the reverse current occurs due to the output of the distribution generation in the existing unidirectional current, which causes many problems such as power quality deterioration, voltage fluctuations and protection coordination problems. Therefore, reverse currents due to the introduction of distribution generation affect the distribution system voltage regulation. The LDC control which is the control method of the existing SVR, does not maintain the voltage of the low consumer voltage within the allowable voltage range in consideration of the reverse current of the distribution generation. Therefore, this paper analyzes the voltage control method of SVR currently used in distribution system in Korea. In addition, we propose a tap changing algorithm of SVR to keep the low consumer voltage within the allowable voltage range at light and heavy loads and verify it with PSCAD / EMTDC software.
Efforts to reduce the use of fossil fuels and reduce greenhouse gas emissions are on the rise. In Korea, based on the Renewable Energy 3020 plan, we will increase the generation of renewable energy by 20% by 2030. The introduction of distribution generation is eco-friendly and avoids the construction of new power plants and the expansion of transmission lines. However, when the distributed power supply is connected to the grid, the reverse current occurs due to the output of the distribution generation in the existing unidirectional current, which causes many problems such as power quality deterioration, voltage fluctuations and protection coordination problems. Therefore, reverse currents due to the introduction of distribution generation affect the distribution system voltage regulation. The LDC control which is the control method of the existing SVR, does not maintain the voltage of the low consumer voltage within the allowable voltage range in consideration of the reverse current of the distribution generation. Therefore, this paper analyzes the voltage control method of SVR currently used in distribution system in Korea. In addition, we propose a tap changing algorithm of SVR to keep the low consumer voltage within the allowable voltage range at light and heavy loads and verify it with PSCAD / EMTDC software.
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