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신 에너지전원이 연계된 스마트그리드의 양방향 보호협조에 대한 운용방안 원문보기

전기의 세계 = The proceedings of KIEE, v.59 no.9, 2010년, pp.39 - 45  

노대석 (한국기술교육대학교)

초록
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최근 배전계통에 연계되고 있는 태양광, 풍력발전 등과 같은 신 에너지전원의 용량은 점차 증가하고 있는 상황이지만, 설치자(신 에너지전원 소유자)의 보호방식은 기존 방식을 고수하고 있는 실정으로 신 에너지전원의 역 조류에 의해 설치자의 보호기기(자동화기기 포함)의 오 부 동작 발생 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 신 에너지전원이 배전계통에 연계되어 운전되는 경우에 발생 가능한 보호협조의 문제점을 분석하고 이에 대한 대책 방안을 제시한다. 신 에너지전원의 역 조류에 의한 배전계통의 보호협조에 대한 문제점은 크게 3가지로 분류할 수 있는데, 신 에너지전원의 사고전류공급에 의한 보호기기의 정격차단용량(12.5KA)의 상회 가능성과 신 에너지전원의 연계로 인한 임피던스 병렬화로 사고전류의 감소로 발생할 수 있는 분류효과에 의한 보호기기의 부 동작, 연계용변압기의 결선방식에 의한 보호기기의 오동작으로 나눌 수 있다. 여기서는 이에 대한 문제점을 대칭좌표법을 이용하여 구체적으로 해석하고, 이에 대한 최적 운용방안을 제시한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 후)오? 부">오?부 동작 발생 가능성이 커지고 있다. 따라서 본 논문에서는 신 에너지전원이 배전계통에 연계 되어 운전되는 경우에 발생 가능한 보호협조의 문제점을 분석하고 이에 대한 대책 방안을 제시한다. 신 에너지전원의 후)지락 사고">지락사고 시에 건전상의 전압이 상승하는 피해가 발생할 수 있어서 함부로 결선방식을 변경하기도 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 결선방식은 변경하지 않고 지락전류의 크기를 감소시킬 수 있는 연계용변압기의 1차 측 접지선에 적정한 NGR(접지저항)을 삽입하여 타선로 지락사고시의 보호기기의 오동작에 대한 문제점을 해결하기로 한다. 본 논문에서는 신 에너지전원이 배전계통에 연계되어 운전되는 경우에 발생 가능한 보호협조의 문제점 및 이에 대한 대책을 제시하였다. 즉, 본 논문에서는 실제로 신 에너지전원이 배전계통에 연계되어 운전되는 경우 발생 가능한 보호협조의 문제점을 분석한다. 그림 1과 같이, 후)북평D/L의">북평 D/L의 보호기기가 오동작하는 사례가 다수 발생하였다. 이에 대한 문제점을 분석하기 위하여, 본 연구에서는 대칭좌표법을 이용하여 사고해석을 위한 배전계통과 태양광발전에 대한 모델링을 수행하였다. 먼저

    가설 설정

    • 신 에너지전원 용량이 30MVA이고 변전소 직하지점에 사고가 발생한 임피던스도는 그림 2와 같다. 단, 연계용변압기와 신 에너지전원의 임피던스의 합계는 정격용량의 15%로 가정한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
신에너지전원의 필요성이 증가하며 어떤 사업이 진행되고 있는가? 최근 고유가와 세계적인 환경문제 등으로 인하여 신에너지전원(태양광, 풍력, 열병합 등)의 필요성이 증가하고 있는 데, 국가적인 에너지 정책으로 지역에너지 사업 및 신·재생에너지 시범 보급사업 등을 수행하고 있다. 또한 녹색 성장이라는 세계적인 조류에 맞추어 대규모 신 에너지전원 단지가 활발하게 조성되고 있는 상황이다. 종래의 배전계통에 있어서의 전력 조류는 변전소에서 선로말단을 향한 단 방향이었지만, 신 에너지전원이 연계된 배전계통의 경우에는 그 출력용량의 여부에 따라 양방향의 전력조류가 발생할 가능성이 있어, 계통운용상 여러 가지의 문제점이 야기될 수 있다.
신 에너지전원이 연계된 스마트그리드의 양방향 보호협조에 대한 운용방안 연구 결과는? (1) 신 에너지전원의 사고전류 공급으로 보호기기의 차단용량(12.5KA)을 상회하는 경우가 발생할 가능성이 있다. 이에 대한 대책으로 신 에너지전원의 도입용량을 제한하는 방법이 있지만, 이에 대하여 수용가가 반발하는 경우도 생길 수 있으므로, 현실적으로 가장 좋은 방안은 차단용량을 상회할 가능성이 있는 신 에너지전원 설치 수용가에 사고전류를 제한하는 한류리액터를 적절한 용량으로 설치하도록 하였다. (2) 신 에너지전원의 임피던스 병렬화로 보호기기로 흐르는 사고전류가 감소하는 분류효과가 발생할 가능성이 있다. 이에 대한 대책으로 신 에너지전원의 도입용량을 제한하여 임피던스의 크기를 줄일 수 있는 방법이 있지만, 이에 대하여 수용가가 반발하는 경우도 생길 수 있다. 따라서 현실적으로 가장 좋은 대책은 분류효과가 발생할 가능성이 있는 신 에너지전원 설치 수용가에 인위적으로 임피던스를 증가시키는 한류리액터를 설치하도록 하였다. (3) 보호기기의 오동작을 일으키는 연계용변압기의 결선방식(Yg- Delta방식)을 변경하지 않고 지락전류의 크기를 감소시킬 수 있는 연계용변압기의 1차 측 접지선에 적정한 NGR(접지저항)을 삽입하여 타 선로 지락사고시의 보호기기의 오동작에 대한 문제점을 해결하는 방안을 제시하였다.
보호기기의 오동작에 대한 가장 효과적인 대책은? 보호기기의 오동작에 대한 가장 효과적인 대책으로는 기존의 연계용변압기의 결선방식(Yg- Delta방식)을 변경하여 지락(영상)전류의 통로를 제거(Y비접지Delta, 또는 Delta-Yg, 등)하는 것이지만, 다른 결선 방식은 지락전류의 통로는 제거하지만, 문제점은 지락사고 시에 건전상의 전압이 상승하는 피해가 발생할 수 있어서 함부로 결선방식을 변경하기도 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 결선방식은 변경하지 않고 지락전류의 크기를 감소시킬 수 있는 연계용변압기의 1차 측 접지선에 적정한 NGR(접지저항)을 삽입하여 타선로 지락사고시의 보호기기의 오동작에 대한 문제점을 해결하기로 한다.
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