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[국내논문] 전압형 MMC-HVDC에 의한 제주계통의 풍력한계용량 증대 방안
A Strategy of Increasing the Wind Power Penetration Limit with VSC Type MMC-HVDC in Jeju Power System 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.20 no.6, 2015년, pp.550 - 557  

이승민 (Faculty of Wind Energy Engineering Graduate School, Jeju National University) ,  김일환 (Department of Electrical Engineering, Jeju National University) ,  김호민 (Faculty of Wind Energy Engineering Graduate School, Jeju National University) ,  채상헌 (Faculty of Applied Energy System, Jeju National Univ.) ,  왓나우덩 (Dept. of Electrical Engineering, Can Tho Univ.)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The Jeju Special Self-Governing Province is currently promoting the "Carbon-free Island by 2030" policy, which requires the use of renewable energy instead of fossil fuel so that the island will have no carbon gases generated by 2030. To implement this policy, the island plans to build a wind power ...

Keyword

#MMC-HVDC(Modular multilevel converter-high voltage direct current)   #Wind power penetration limit   #PSCAD/EMTDC   #Jeju Island  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 HVDC #3으로 기존 제주계통의 설비인 전류형 HVDC #1, 2와 달리 육지계통과 실시간 양방향 전력송전이 가능하고, 유·무효전력의 독립적인 제어가 가능하며 Black Start 기능 등 동작특성이 우수한 전압형 MMC-HVDC 시스템을 채택하여, 제주계통이 안정적으로 운용될 수 있도록 풍력한계용량 증대 방안을 제안하고자 한다[1],[2].
  • 용 및 풍력한계용량 증대를 위한 전압형 HVDC 기반의 MMC-HVDC 시스템 도입에 대해 연구하였다.

가설 설정

  • 그림 9는 그림 8의 2014년 4월 12일 제주계통의 실제 발전원 출력과 부하 데이터를 기반으로 하여 2020년의 풍력발전설비용량과 부하를 예측하여 수행된 모의실험 결과이다. 2020년 4월 12일 예측을 위해 실제 전력부하와 풍력발전량을 2020년에 맞도록 Scale-up하였으며, 기타 발전원은 2014년과 동일하게 운전한다고 가정하였다. 또한, 2018년 준공예정인 200MW LNG 발전소 또한 100MW 정출력을 공급한다고 가정하였다.
  • 2020년 4월 12일 예측을 위해 실제 전력부하와 풍력발전량을 2020년에 맞도록 Scale-up하였으며, 기타 발전원은 2014년과 동일하게 운전한다고 가정하였다. 또한, 2018년 준공예정인 200MW LNG 발전소 또한 100MW 정출력을 공급한다고 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Carbon Free Island Jeju by 2030계획의 목표는? 이러한 추세에 따라 제주도에서는 2020년까지 총 1.09GW의 풍력발전단지 조성을 목표로 하는 『Carbon Free Island Jeju by 2030』계획을 통해 풍력발전 설비의 도입을 지속적으로 추진하고 있다. 하지만 기존 발전 설비와 더불어 2018년 준공되는 200MW LNG발전소와 증가되는 풍력발전설비는 제약된 제주도 전력부하에서 제주계통에 잉여전력을 발생시킬 가능성이 있다.
제주 전력계통의 주 송전망은 무엇으로 구성되었는가? 그림 4는 제주지역의 전력계통도를 나타낸다. 제주 전력계통의 주 송전망은 154kV 가공·지중선로로 구성되며, 전압강하를 고려하여 60Hz의 160kV로 운용중에 있다.
제주계통의 안정적인 계통 운용을 위해 계통설비 확충을 해야하는 이유는? 하지만 기존 발전 설비와 더불어 2018년 준공되는 200MW LNG발전소와 증가되는 풍력발전설비는 제약된 제주도 전력부하에서 제주계통에 잉여전력을 발생시킬 가능성이 있다. 제주도에 따르면 2015년 8월 기준 풍력발전설비용량은 220.56MW(가파도 풍력발전기 제외)이고 접속한계용량은 143.79MW로, 이는 계통의 안정성을 저해하거나 풍력단지의 출력제한을 야기시켜 풍력발전설비의 효율을 감소시킬 가능성이 클 것으로 예견되고 있다. 이에 따라 제주계통의 풍력발전설비 용량 증가에 따른 안정적인 계통 운용을 위한 계통설비 확충이 불가피하다.
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참고문헌 (8)

  1. Jeju Special Self-Governing Province, "Low carbon green growth in jeju-carbon free island jeju by 2030," May 2012. 

  2. S. Korea, "7th electricity supply and demand planning," July 2015. 

  3. N. T. Quach, "Application of MMC-HVDC system for regulating grid voltage based on jeju island power system," The Transaction of the Korean Institute of Power Electronic, Vol. 19, No. 6, pp 494-502, Dec. 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. Q. Tu, “Reduces switching-frequency modulation and circulating current suppression for modular multilevel converters,” IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 26, No. 3, pp. 2009-2007, Jul. 2011. 

  5. J. Qin, “Predictive control of a modular multilevel converter for a back-to-back HVDC system,” IEEE Transaction on Power Delivery, Vol. 27, No. 3, pp. 1538-1547, Jul. 2012. 

    상세보기 crossref

  6. R. Z. Chai, "Control strategies of MMC-HVDC connected to passive networks," TENCON 2013-2013 IEEE Region 10 Conference, pp. 1-4, Oct. 2013. 

  7. Y. H. Kim, “Increasing effect analysis of the wind power limit using energy storage system in jeju-korea,” Journal of the Korean Solar Energy Society, Vol. 34, No. 1, pp. 81-90, Jan. 2014. 

  8. R. Marquardt, "Modulares stromrichterkonzept fur netzkupplungsanwendung bei hohen spannungen," ETG Conference 2002, Bad Nauheim, 2002. 

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