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STATCOM과 조상설비를 이용한 풍력단지가 연계된 전력계통의 전압제어
Voltage Control of Power System Connected to a Wind Farm by Using STATCOM and Reactive Power Compensators 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.4, 2015년, pp.2737 - 2743  

서규석 (거제대학교 선박전기과) ,  박지호 (거제대학교 선박전기과)

초록
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풍력발전은 풍력단지가 전력계통과 접속되는 모선의 전압을 유지 또는 제어하기 위한 충분한 무효전력을 공급할 수 있어야 한다. 하지만 풍력단지와 계통 접속점(POI - Point of Interconnection) 모선을 연결하는 선로의 무효전력 손실 때문에 풍력터빈의 무효전력공급은 접속점의 전압을 제어하기에는 불충분하다. 이 문제는 접속점에 STATCOM(Static Synchronous Compensator)과 같은 부수적인 무효전력 보상장치를 설치하여 해결할 수 있다. 본 논문에서 제시하는 STATCOM과 Switched-Shunt, 탭변환 변압기와 같은 기존의 무효전력 보상장치의 협조제어를 사용하면 더욱 효과적으로 접속점 모선의 전압을 제어할 수 있다. 본 논문에서 제시한 방법을 이용하여 초기부하에 대하여 임의의 부하 변동률을 가지는 모의 시스템에 적용한 결과 접속점 모선의 전압강하는 60%이상 개선되었고 부하 모선의 전압은 정격전압의 95%이상을 유지하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The wind power plant must be able to produce reactive power at the POI bus of a wind farm connected to power system to keep or control the voltage of POI bus. But, the reactive power capability of wind turbines may not be sufficient to control the voltage of POI bus due to the reactive power losses ...

주제어

#Reactive Power   #Voltage Control   #STATCOM   #Reactive Power Compensators  

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

문제 정의

  • 하지만 STATCOM과 같은 FACTS 장치는 고가의 장비이므로 기존의 무효전력보상장치인 콘덴서와 변압기 탭과의 협조제어를 통하여 무효전력을 제어하는 것이 좀 더 경제적이고 효과적이다. 본 논문에서는 풍력단지가 연계된 전력계통의 전압을 STATCOM과 기존의 무효전력보상장치와의 협조제어를 통하여 부하변화에 대하여 제어하는 방법을 PSSE를 이용하여 구현하고 그 결과를 보인다[7].
  • 본 논문은 기존의 전력계통에 풍력단지가 연계되는 경우 발생할 수 있는 전압안정도를 높이는 방법을 모의하였다. 전력계통과 풍력단지가 연계되는 접속점 모선에 STATCOM과 기존의 조성설비간의 협조제어 방법을 이용하여 24시간의 부하변동에 대한 전압을 제어한 결과를 보였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지속적인 풍력발전용량의 증가가 기존의 전력계통의 운영과 계획에 큰 영향을 미치는 이유는 무엇인가? 지속적인 풍력발전용량의 증가는 기존의 전력계통의 운영과 계획에 큰 영향을 미친다[2]. 그 이유는 기존의 전력계통에 풍력발전단지를 연계하는 것은 전압제어와 무효전력보상 문제를 발생시킬 수 있어 이에 대한 대책을 고려해야 되기 때문이다. 풍력터빈은 공기력 회전자, 기계식 변속기, 유도발전기, 무효전력보상기 그리고 스텝업 변압기 등으로 구성된다.
농형유도발전기가 현재 거의 사용되지 않고 있는 이유는 무엇인가? 이러한 무효전력의 변화는 풍력단지가 연계된 기존의 전력계통의 전압에 영향을 미치게 되고 풍력단지의 규모가 클수록 계통에 대한 영향은 커진다. 농형유도발전기는 무효전력을 항상 흡수하게 되므로 안정도에 심각한 문제를 발생시켜 현재는 거의 사용되지 않고 있다. 이중여자유도발전기(DFIG)를 이용한 풍력터빈은 무효전력을 제어하는 능력을 가지고 있지만, 대규모 풍력단지에 연계되는 풍력터빈은 그 수가 매우 많으므로 DFIG을 개별적으로 제어하여 무효전력을 제어하는 것은 불가능하다.
풍력터빈은 무엇으로 구성되는가? 그 이유는 기존의 전력계통에 풍력발전단지를 연계하는 것은 전압제어와 무효전력보상 문제를 발생시킬 수 있어 이에 대한 대책을 고려해야 되기 때문이다. 풍력터빈은 공기력 회전자, 기계식 변속기, 유도발전기, 무효전력보상기 그리고 스텝업 변압기 등으로 구성된다. 풍속의 변화에 따라 풍력터빈은 무효전력을 흡수 또는 공급하게 된다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (9)

  1. Global Wind Energy Council(GWEC), "Global Wind Energy Outlook 2014", Oct. 2014, http://www.gwec.net/publications/global-wind-energy-out look 

  2. Rolf Grunbaum, "Voltage and Power Quality Control in Wind Power Application Means of Dynamic Compensation", Technical Report, ABB Power, May, 1999. 

  3. N.K. Roy, H.R. Pota and M.J. Hossain "Reactive Power Management of Distribution Networks with Wind Generation for Improving Voltage Stability", Renewable Energy, Vol. 58, pp 85-94, 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2013.02.030 

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  4. Saeed Amini, Md. Taakoli and Amin Hajizadeh, "Reactive Power Compensation In Wind Power Plant Using SVC and STATCOM," International Journal of Emerging Sciece and Engineering, Vol. 2, Issue2, pp 18-21, 2014. 

  5. A.K. Srivastava, A.A. Kumar and N.N. Schilz, "Impact of Distributed Generation with Energy Storage Devices on the Elextric Grid," IEEE Systems Journal, Vol. 6, No. 1, pp 110-117, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/JSYST.2011.2163013 

    상세보기 crossref

  6. E. Muljadi, and R. Yinger, "Energy Storage and Reactive Power Compensator in a Large Wind Farm," AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, pp 1-10, 2004. DOI: http://dx.doi.org/10.2514/6.2004-352 

  7. "PSSE-32 Program Application Guide Vol. 1", Shaw Power Technologies Inc. 

  8. Fuerte-Esquivel C.R. and Acha E. "Newton- Raphson Algorithm for the Reliable Solution of Large Power Networks with Embedded FACTS Devices," IEE Proc.-Gener. Trans. Distrib., Vol 143, No.5, pp 447-454, 1996. 

    상세보기 crossref

  9. "Power Systems Test Case Archive - IEEE 14 Bus Power Flow Test Cases", https://www.ee.washington. edu/research/pstca/ 

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