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전력품질을 고려한 LVDC 배전계통의 신뢰도 분석
A Reliability Analysis in LVDC Distribution System Considering Power Quality 원문보기

照明·電氣設備學會論文誌 = Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, v.29 no.4, 2015년, pp.54 - 61  

노철호 () ,  김충모 (성균관대 대학원 글로벌건설엔지니어링학과) ,  김두웅 (성균관대 대학원 정보통신대학) ,  권기현 (성균관대 대학원 정보통신대학) ,  오윤식 (성균관대 대학원 정보통신대학) ,  한준 (성균관대 대학원 정보통신대학) ,  김철환

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, DC-based power system is being paid attention as the solution for energy efficiency. As the example, HVDC (High Voltage DC) transmission system is utilized in the real power system. On the other hand, researches on LVDC (Low Voltage DC) distribution system, which are including digital load...

주제어

#Bipolar   #Customer Interruption Cost   #DC/DC converter   #LVDC Distribution System   #Reliability   #Unipolar  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 LVDC 배전계통의 구축에 기여하기 위하여 전력품질을 고려한 LVDC 배전계통의 신뢰도 분석을 수행하였다. 신뢰도 분석은 계통 구축에 필수적인 요소를 반영하여 평가할 수 있는 연구 방법으로 적정도, 안전성, 그리고 전력품질의 세가지 요소를 포함하고 있다[3].
  • 본 논문에서는 전력품질을 고려한 LVDC 배전계통의 신뢰도 분석을 수행하였으며, DC/DC 컨버터 배치나 극 수와 같은 기존의 교류 배전계통에서 논의하지 못한 특성에 초점을 맞추었다. 또한 LVDC 배전계통을 DC/DC 컨버터 배치에 따라서 컨버터 중앙집중 설치형과 컨버터 개별분산 설치형으로 분류하였으며, 극 수에 따라 단극성 계통과 양극성 계통으로 분류하였다.
  • 다수의 민감부하와 전력변환기기를 포함하는 LVDC 배전계통의 경우, 기존의 교류 배전계통보다 전력품질 측면에서 더욱 큰 영향을 받을 수 있기 때문에 전력품질을 고려한 신뢰도 분석을 수행하였다. 본 논문에서는 직류계통의 전력품질 측면에서 가장 중요한 요인인 순시 전압강하를 중점으로 고려하였다. 또한 DC/DC 컨버터의 배치나 극 수에 따른 계통의 분류와 같이 기존의 교류 배전계통과 차별된 LVDC 배전계통 고유의 특징에 초점을 맞추어 신뢰도 분석을 수행 하였다.

가설 설정

  • 모의 계통에서 각각의 부하점은 모두 20kW의 용량을 가지며 각 선로의 길이는 200m로 가정하였다. 고장에 따른 정전구역을 분류하기 위하여, 각 구성요소에서 발생할 수 있는 고장과 선로에서 발생할 수 있는 Pole-to-Ground (PTG) 고장과 Pole-to-Pole (PTP) 고장이 고려되었으며, 양극성 계통에서는 Pole-to-Neutral (PTN) 고장이 추가적으로 고려되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
LVDC 배전계통은 극 수에 따라서 단극성과 양극성으로 분류할 수 있는데 각각 어떻게 구성되어 있는가? LVDC 배전계통은 극 수에 따라서 단극성과 양극성으로 분류할 수 있다. 단극성 계통의 경우 (+)도체와 (-)도체로 구성되어 있으며, 양극성 계통의 경우 (+) 도체, (-)도체, 그리고 중성도체로 구성되어 있다. 그림 2는 극 수에 따른 계통 구성의 차이를 보여주기 위한 개념도이며, 단극성 계통과 양극성 계통을 각각 그림 2 (a)와 그림 2 (b)에서 확인할 수 있다.
컨버터 중앙집중 설치형과 컨버터 개별분산 설치형의 전압레벨은 무엇에 따라 달라지는가? 컨버터 중앙집중 설치형과 컨버터 개별분산 설치형은 설치된 DC/DC 컨버터의 위치에 따라서 선로 상에 공급되는 배전 전압레벨이 달라진다. 상대적으로 낮은 배전 전압레벨을 갖는 컨버터 중앙집중 설치형의경우, 동일한 전력을 수용가에 공급하기 위해서는 보다 높은 크기의 전류가 흘러야 한다.
LVDC 배전계통은 어떻게 분류할 수 있는가? LVDC 배전계통은 극 수에 따라서 단극성과 양극성으로 분류할 수 있다. 단극성 계통의 경우 (+)도체와 (-)도체로 구성되어 있으며, 양극성 계통의 경우 (+) 도체, (-)도체, 그리고 중성도체로 구성되어 있다.
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참고문헌 (13)

  1. Kyoung-Ho Lee, "Low Voltage DC Distribution Technology for the Green Building", KIPE Magazine, Vol.15, No.5, pp.32-39, 2010. 

  2. Michael P. Bahrman, "Overview of HVDC Transmission", 2006 IEEE PSCE, pp.18-23, 2006. 

  3. The Korean Institute of Electrical Engineers, Distribution Engineering, Bookshill, 2011. 

  4. Yun-Sik Oh, Jun Han, Gi-Hyeon Gwon, Doo-Ung Kim, Chul-Ho Noh, Tack-Hyun Jung, Chul-Hwan Kim, "Analysis of Human Safety and System Effect according to Grounding Scheme in LVDC Distribution System", The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, Vol.63, No.5, pp.608-614, 2014. 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Hee-Tae Lee, Jong-Fil Moon,, Kyu-Hwan Seol, Sang-Yun Yun, Jae-Chul Kim, "Evaluation of Reliability Worth Considering Sustained Interruptions and Voltage Sags", Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, Vol.22, No.5, pp.13-20, May 2008. 

  6. L. Goel, R. Billinton, R.Gupta, "Basic Data and Evaluation of Distribution System Reliability Worth", WESCANEX '91 'IEEE Western Canada Conference on Computer, Power and Communications Systems in a Rural Environment, May 1991. 

  7. IEEE Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems, IEEE Standard 493, 2007. 

  8. Timothy Coyle, Robert G. Arno, Peyton S. Hale, "Application of the Minimal Cut Set Reliability Analysis Methodology to the Gold Book Standard Network", Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference, May 2002. 

  9. Kyoung-Ho Lee, "The Trend and Safety Measures of DC Distribution", KIPE Magazine, Vol.14, No.2, pp.21-26, April 2009. 

  10. Kyu-Hwan Seol "Evaluation of Power Distribution System Reliability Worth considering Voltage Sags caused by Reclosing", Ph.D. dissertation, Univ. Soongsil, 2007. 

  11. Pasi Salonen, Tero Kaipia, Pasi Nuutinen, Pasi Peltoniemi, Jarmo Partanen, "An LVDC Distribution System Concept", Nordic Workshop on Power and Industrial Electronics(NORPIE/2008), June 2008. 

  12. Tero Kaipia, Pasi Salonen, Jukka Lassila, Jarmo Partanen, "Possibilities of the Low Voltage DC Distribution Systems", Nordac, Nordic Distribution and Asset Management Conference. 2006. 

  13. IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, IEEE Standard 1159, 2009. 

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