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HVDC계통에서 동기조상기의 파라미터 선정에 관한 연구
A Study on the Parameter Determination of Synchronous Compensator in AC network with HVDC system 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.59 no.8, 2010년, pp.1353 - 1359  

이석진 (한전품질검사소) ,  이흥재 (광운대 공대 전기공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the determination of synchronous compensator(S.C) rating and parameter in Cheju AC network. The role of S.C is to supply Inertia and reactive power to HVDC system which is a kind of a generator without the function of reactive power control and Inertia. Therefore, the parameters ...

주제어

#HVDC   #Synchronous Compensator  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 논문에서는 제주 HVDC 시스템운영과 관련된 동기조상기의 역할과 특성에 대하여 분석하였다. 동기조상기는 계통의 유효단락비와 무효전력 보상 그리고 적정한 관성유지에 영향을 미친다.
  • 따라서, 본 논문에서는 위에서 제시한 항목에 대하여 HVDC 시스템을 가진 제주 AC계통에서 동기조상기의 파라미터의 적정성과 결정에 관한 기준을 제시하고자 한다.

가설 설정

  • ① HVDC 시스템의 운전용량에 따라 추가적인 동기조상기가 필요하다.
  • ① 계통의 전압은 정상상태에서 무효전력의 제어동작 없이 규정된 값 이내에 존재하여야 한다. 예를 들어 모선전압은 0.
  • ② 계통의 전압은 신뢰도 관점에서 Post-Fault Limit안에 존재해야하고, 무효전력 마진 내에서 무효전력의 제어동작 없이 규정된 값 이내에 존재해야 한다. 즉, 발전기의 변압기탭 위치나 보상기의 전압의 인위적인 조정이 필요가 없어야 한다.
  • 다음은 제주계통에서 가상의 운전시나리오를 상정한 것으로써 첫 번째 경우는 발전기 2대를 Must-Run으로 동작시키는 경우로써 유효단락비는 기준 값을 만족하는 경우이다. 본 논문에서는 HVDC 시스템이 제주부하의 50%이상을 공급하는 것을 기본으로 하고, 극단적인 경우인 HVDC의 정격용량 700[MW]와 500[MW]를 가정한 경우를 가정하여 시뮬레이션 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
HVDC가 연계된 계통에서 동기조상기의 역할은 무엇인가? ① 계통의 단락용량 증대(#, Step-Up변압기) ② 계통의 관성유지(HDC) ③ 계통의 과전압제어(발전기 AVR) ④ 계통의 무효전력제어(전압제어) ⑤ 관성이 없는 계통에서 HVDC에 주파수 신호 제공 ⑥ 동기조상기와 계통사이의 Interaction(# 와 #)
AC계통은 어떠한 조건을 만족하는 범위 내에서 운전되는가? ① 계통의 전압은 정상상태에서 무효전력의 제어동작 없이 규정된 값 이내에 존재하여야 한다. 예를 들어 모선전압은 0.975～1.025사이를 유지해야 한다. ② 계통의 전압은 신뢰도 관점에서 Post-Fault Limit안에 존재해야하고, 무효전력 마진 내에서 무효전력의 제어동작 없이 규정된 값 이내에 존재해야 한다. 즉, 발전기의 변압기탭 위치나 보상기의 전압의 인위적인 조정이 필요가 없어야 한다. 예를 들면, Post-Fault에서 AC계통전압은 0.95～1.05 사이를 유지해야 한다. ③ 전압의 스텝 동작이 규정 값을 넘어서는 안 된다. 예를 들면, 전압의 스텝 상승이 6%를 넘어서는 안 된다. ④ 시스템은 최소한의 민감도와 강인성을 만족해야 한다. 예를 들어, 정전에 수반해서, 전압붕괴에 대한 적당한 마진이 있어야하고, 시스템은 Radial fed 영역에 추가적으로 5%의 전력전송을 보장할 수 있어야 하며, 어떤 하나의 보상설비나 어떤 발전기가 상실되어도 문제가 없어야 한다.
HVDC 시스템의 장점은 무엇인가? HVDC 시스템은 인위적인 전력제어가 가능하다는 장점 때문에 AC 계통망의 요소요소에 설치됨으로써 계통의 안정도를 높이는 역할을 하지만, 발전기가 없는 약한 독립계통에 연계되는 경우에는 관성문제, 과전압 문제, 저주파 공진문제 등 많은 문제점을 유발하고 있다. 이러한 이유 때문에 1992년 CIGRE Working 그룹에서는 “Guide for Planning DC links Terminal at AC system locations having low SCR"라는 보고서를 통하여 HVDC 시스템이 약한 계통에 연계되는 경우에 검토해야할 사항과 기준값을 제시하였다[1].
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참고문헌 (8)

  1. "GUIDE FOR PLANNING DC LINKS TERMINATING AT AC SYSTEMS LOCATIONS HAVING LOW SHORT-CIRCUIT CAPACITIES, PART I : AC/DC INTERACTION PHENOMENA", CIGRE Working Group Report, 1992. 

  2. "New Synchronous Compensators for the Nelson River HVDC System Planning Requirements and Specification", IEEE Transaction on Power Delivery Vol. 6, NO.2 , April 1991 

  3. "제주 추가연계선 타당성 검토", 전력연구원 보고서, 2005.운전현황", 전력거래소 보고서, 2007 

  4. Kundur, "Power System Stability and Control", 1993. 

  5. "Cheju-Haenam HVDC manual, AREVA, 1996. 

  6. "Self-Excitation Operating Constra-Int for Generators Connected to DC Lines", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 14, No. 3, August 1999. 

  7. "Dynamic Performance of Static and Synchronous Compensators at an HVDC Inverter Bus in a Very Weak AC System", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 9. No. 3. August 1994 

  8. "Cheju-Jindo HVDC #2 Specification report, AREVA, 2010. 

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