국가차원의 신 재생에너지 활성화 방안에 따라 풍력발전 등의 대규모 분산전원 단지의 도입이 이루어지고 있으나, 이에 대한 기술적인 평가방안이나 해석 방법이 구체적으로 제시되어 있지 않아, 설치자(시도 및 지자체)와 운용자(한전의 배전지사/지점)들은 많은 혼돈과 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 태양광, 풍력 등의 분산전원이 배전계통에 도입되는 경우, 계통 연계에 대한 기술적인 적합여부를 종합적으로 평가하는 시스템을 개발하였다. 즉, 분산전원을 제작하거나 시공하는 업체와 일반 운용자나 사용자(분산전원을 잘 모르는 비전문가 포함)들이 손쉽게 접근하여, 분산전원의 연계시의 기술적인 문제점과 적합 여부를 판단하는 기술지원 평가 S/W를 제작하였다. 주요 평가 기능으로서는 분산전원의 계통연계 시에 발생할 수 있는 정상, 비정상(사고), 전력품질에 대한 항목으로서, 누구나 동일한 결과를 얻을 수 있는 표준계통에 근거한 평가 알고리즘에 의하여 연계 적합 여부를 판단하는 것이다.
국가차원의 신 재생에너지 활성화 방안에 따라 풍력발전 등의 대규모 분산전원 단지의 도입이 이루어지고 있으나, 이에 대한 기술적인 평가방안이나 해석 방법이 구체적으로 제시되어 있지 않아, 설치자(시도 및 지자체)와 운용자(한전의 배전지사/지점)들은 많은 혼돈과 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 태양광, 풍력 등의 분산전원이 배전계통에 도입되는 경우, 계통 연계에 대한 기술적인 적합여부를 종합적으로 평가하는 시스템을 개발하였다. 즉, 분산전원을 제작하거나 시공하는 업체와 일반 운용자나 사용자(분산전원을 잘 모르는 비전문가 포함)들이 손쉽게 접근하여, 분산전원의 연계시의 기술적인 문제점과 적합 여부를 판단하는 기술지원 평가 S/W를 제작하였다. 주요 평가 기능으로서는 분산전원의 계통연계 시에 발생할 수 있는 정상, 비정상(사고), 전력품질에 대한 항목으로서, 누구나 동일한 결과를 얻을 수 있는 표준계통에 근거한 평가 알고리즘에 의하여 연계 적합 여부를 판단하는 것이다.
Recently, new dispersed sources (DSG) such as Photovoltaic, Wind Power, fuel cell etc. are interconnected with distribution systems as national projects for alternative energy preparing for oil crisis. This paper deals with the optimal evaluation algorithms in the case where new dispersed sources ar...
Recently, new dispersed sources (DSG) such as Photovoltaic, Wind Power, fuel cell etc. are interconnected with distribution systems as national projects for alternative energy preparing for oil crisis. This paper deals with the optimal evaluation algorithms in the case where new dispersed sources are operated in distribution systems. It is very difficult and complicated to handle the interconnection issues for proper voltage managements, because professional skills and enormous amounts of data for the evaluations are required. The typical evaluation algorithms mainly depending on individual ability and quality of data acquired, inevitably cause the different results f3r the same issue, so unfair and subjective evaluations are unavoidable. In order to overcome these problems, this paper proposes reasonable and general algorithms based on the standard model system and proper criterion, which offers the fair and objective evaluations in any case.
Recently, new dispersed sources (DSG) such as Photovoltaic, Wind Power, fuel cell etc. are interconnected with distribution systems as national projects for alternative energy preparing for oil crisis. This paper deals with the optimal evaluation algorithms in the case where new dispersed sources are operated in distribution systems. It is very difficult and complicated to handle the interconnection issues for proper voltage managements, because professional skills and enormous amounts of data for the evaluations are required. The typical evaluation algorithms mainly depending on individual ability and quality of data acquired, inevitably cause the different results f3r the same issue, so unfair and subjective evaluations are unavoidable. In order to overcome these problems, this paper proposes reasonable and general algorithms based on the standard model system and proper criterion, which offers the fair and objective evaluations in any case.
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문제 정의
마찬가지로 9번과 10번 노드에서도 상기와 동일한 결과를 얻을 수 있다. 따라서 본 논문에서 개발한 평가시스템은 ''연계 불가능” 이라는 판정을 사전에 제시하여, 분산 전원 도입 초기 단계부터 도입 용량을 줄이든가, 도 입 장소를 다른 위치(1번- 8번 노드)에 설치해야 한다는 평가와 대책을 제시해준다. 이와 같이 본 평가시스템의 사 전 검토에 의하여 분산 전원 설치자와 운용자는 도입 후에 발생하는 문제점을 사전에 미리 예방할 수 있을 뿐만 아니라 설계변경이나 출력감소 등에 의한 경제적인 이익도 얻을 수 있게 된다.
또한, 전문가라 할지라도 구체적인 분석과 평가를 위해서는 각종 데이터의 수집이나 전문적인 S/W의 사용법을 숙지해야하는 한계성이 존재하였다. 따라서 본 논문에서는 분산전원이 배전계통에 연계되는 경우, 계통 연계 기술 요건 가이드라 인 및 기술지침에 근거하여, 비전문가라도 쉽게 사용할 수 있는 종합적인 분산전원의 배전 계통 연계용 평가시스템을 개발하였다. 본 논문에서 개발한 평가시스템은 크게 2가지의 특징을 가지고 있다.
있다. 이때에도 본 평가시스템은 메뉴로부터 연계 가능한 출력량이나 역률이나 전압변동에 대한SVC의 적정용량을 제시해 준다.
있다. 이를 개선하기 위하여 본 연구에서는 주어진 입력데이터와 대상 계통에 대하여 누구나 동일한 판단 결과를 얻을수 있는 표준계통에 근거한 평가기준을 개발하였다. 이기준은 크게 정상운전 시의 상시 전압 변동과 비상 운전시(기동과 탈락, 사고 등)의 순시 전압 변동으로 나누어진다 .
가설 설정
①그림 10의 모델 배전 계통에서 H번 노드에 1MW 용량의 유도발전기 형식의 풍력발전기가 도입되는 경우를 상정한다. 이때 계통으로 흘러나가는 역 조류량이 분산 전원 출력의 50% 인 경우(5MW)에는 분산 전원 연계 시에 아무런 문제가 발생하지 않지만, 90%(9MW) 이상의 역조류가 계통에 방출되면역 조류에 의한 고압선의 전압 변동이 한계치 (11IV)를 초과하게 된다.
제안 방법
(2) 기존의 4상한 만 이용한 간략 전압 강하 계산식의 단점을 보완하여, 역조류를 고려할 수 있는 전압 강하 계산 알고리즘을 제시하였다. 분산 전원 연계지점을 기준으로 역률과 조류 방향에 따라 4개의 상한을 이용하여 전압 강하와 전압상승을 계산할 수 있도록 알고리즘을 개발하여 계산 정도를 향상시켰다.
이것은 기존의 평가방법이 평가자의 개인 능력과 취득할 수 있는 자료에 따라 상이한 평가와 결과를 산출하는 데 비하여 분산 전원 도입에 따른 공평한 평가를 내릴 수 있다는 큰 장점을 가질 수 있다. 두 번째로는 역조류를 고려할 수 있는 전압 강하계산 알고리즘을 제시하여, 4상한만을 이용한 기존의 계산식의 단점을 보완하여, 분산전원 연계지점을 기준으로 역률과 조류방향에 따른 전압 강하뿐만 아니라 전압상승도 계산할 수 있게 하여 계산 정도를 향상시켰다.
그러나 역 조류가 발생하는 분산 전원이 연계되는 경우, 조류 방향(유효전력의 방향)과 무효 전력을 적정하게 반영해서 전압강하뿐만 아니라 전압 상승도 계산할 필요가 생기게 되었다. 따라서 본 연구에서는 부하전류 U)를 유효전류부4)과 무효전류 분(4)으로 분해하고, 조류의 방향과 역률을 고려하여 4개의 상한을 모두 고려한 전압 강하 계산을 수행하는 알고리즘을 개발하였다.
하였다. 또한, 이 시트들을 효율적으로 관리하고, 연계계산도 수행할 수 있도록 VBA(Visual Basic Application) 를 이용하여 총 11개의 모듈 및 88개의 서브 모듈을 개발하였다. 그림 7과 '그림 8은 평가시스템의 메뉴 화면과 입력 화면이다.
마이크로소프트사의 엑셀(Excel)을 이용하여 개발한 평가 시스템의 프로그램은 총 46개의 시트를 기본 메뉴로 하여 서로 간에 연계하여 각종 계산을 수행할 수 있도록 하였다. 또한, 이 시트들을 효율적으로 관리하고, 연계계산도 수행할 수 있도록 VBA(Visual Basic Application) 를 이용하여 총 11개의 모듈 및 88개의 서브 모듈을 개발하였다.
알고리즘을 제시하였다. 분산 전원 연계지점을 기준으로 역률과 조류 방향에 따라 4개의 상한을 이용하여 전압 강하와 전압상승을 계산할 수 있도록 알고리즘을 개발하여 계산 정도를 향상시켰다.
시스템이다. 즉, 정상시에 분산 전원의 도입에 의한 전압 변동이 고압선에서 inv 이내로 유지하고, 비상(기동시나 탈락 시) 시에는 385V를 유지하면 수용가의 전압을 항상 허용 전압 이내로 유지할 수 있다는 알고리즘을 제시하였다. 이것은 기존의 평가방법이 평가자의 개인능력과 취득할 수 있는 자료에 따라 상이한 평가와결과를 산출하는 데 비하여, 분산 전원 도입에 따른 공평한 평가를 내릴 수 있다 는 큰 장점을 가진다.
본 논문에서 개발한 평가시스템은 크게 2가지의 특징을 가지고 있다. 첫 번째로는 배전 계통이나 분산 전원의 비전문가라도 분산 전원의 도입에 대한 동일한 평가와 분석 결과를 산출할 수 있는 표준계통과 판정 알고리즘을 제시하였다. 이것은 기존의 평가방법이 평가자의 개인 능력과 취득할 수 있는 자료에 따라 상이한 평가와 결과를 산출하는 데 비하여 분산 전원 도입에 따른 공평한 평가를 내릴 수 있다는 큰 장점을 가질 수 있다.
대상 데이터
분기선으로 구성된다. 간선의 총긍장은 26.678km이고, 전선 종별은 ALOC160顽, CV250顽 등 4종으로 구성된다. 계산의 편이성과 시뮬레이션 시간을 줄이기 위하여 축약되는 배전 계통은 프로그램 내부에서 자동적으로 생성되는데, 그림 10과 같이 11개의 노드를 가진 간선으로 축약된다.
성능/효과
(3) 본 논문에서 개발한 평가시스템의 사전 검토에 의하여, 분산 전원 설치자와 운용자는 도입 후에 발생하는문제점을 사전에 미리 예방할 수 있을 뿐만 아니라설계 변경이나 출력 감소 등에 의한 경제적인 메리트도 얻을 수 있다.
본 논문에서 제시한 역조류를 고려한 전압 강하 계산식은 종래의 부하산 정 수법을 그대로 이용할 수 있으므로 기존의 전압 계산 수법과 크게 바뀌지 않아서 실용적이고 업무에의 적용에도 용이하다. 고압 배전선에서 모든구간의 부하(P, Q)를 계측할 수 없기 때문에 송전계통에서 이용되고 있는 조류계산의 적용은 곤란한 상황이다 (부하 P, Q의 지정 불능).
본 논문에서 제안한 알고리즘을 바탕으로 제작한 분산 전원 기술평가 시스템은 분산 전원을 배전 계통에 연계하는 경우 발생할 수 있는 기술적인 문제를 편리하고 손쉽게 해결할 수 있는 것이다. 주요 연구 내용을 요약하면 다음과 같다.
후속연구
따라서 본 논문에서 개발한 평가시스템은 분산 전원을 제조하는 메이커나 운용하는 전기사업자의 업무의 효율성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 수용가의 전력 품질향상에도 기여할 수 있다고 생각된다.
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