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국가적 관점에서 용도별 ESS 적정용량 산정을 위한 운전수리모델 수립에 대한 연구
A Study on Establishing Operation Mathematical Model for Optimum Capacity Estimation of the ESS Applications for each in the Nationwide Perspective 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.65 no.6, 2016년, pp.969 - 978  

김정훈 (School of Electrical Engineering, Hongik University) ,  윤석민 (Dept. of Electricity Control System Engineering, Hongik University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Around the world are increasing the demand for ESS. Currently, the domestic is expected to benefit by operating ESS. In the domestic, it is expected to benefit from operations of the installed ESS because of the introduction of ESS less capacity. However ESS capacity to the maximum profit occurs is ...

주제어

#ESS(Energy Storage System)   #Optimal capacity   #Operation mathematical model   #Marginal cost   #Frequency regulation   #load leveling   #Renewables  

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

문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 국가적 관점에서 용도별 ESS 적정용량을 산정하기 위해 우선적으로 용도별 ESS 운전수리모델을 수립하는 것을 목적으로 한다. 이때 용도별 ESS 운전수리모델은 기존의 국가전원계획모델에 계절별로 ESS 설비를 설치할 수 있도록 반영하였고 운전비는 연료비이외에 무부하비와 기동·정지비로 고려하였다.
  • 본 논문에서는 3가지 종류(주파수조정용, 부하평준화용, 신재생에너지용)의 ESS의 적정용량을 결정하기 위하여 용도별 ESS 특성을 고려한 운전수리모델을 수립한다.
  • 본 논문에서는 국가적 관점에서 용도별 ESS 적정용량을 산정하기 위해 우선적으로 용도별 ESS 운전수리모델을 수립하였다. 이때 용도별 ESS 운전수리모델은 기존의 국가전원계획모델에 계절별로 ESS 설비를 설치할 수 있도록 개선하였고 운전비는 연료비이외에 무부하비와 기동·정지비로 고려하였다.

가설 설정

  • 표 1의 부하와 표 2의 발전군이 투입되어 있는 계통을 대상으로 표 3의 주파수 분포의 평균과 표준편차를 매트랩의 난수발생 프로그램에 적용하여 2초단위로 발생시킨 불규칙적인 주파수를 사용하였다. ESS군, 발전소군과 부하간의 송전손실은 없고 ESS의 형식은 한가지 형태만 설치되어있다고 가정하고 사례연구를 수행하였다. 또한 각 발전군의 출력은 경제급전(우선순위법)에 의해서 결정하였고 표 4, 표 5의 입력자료를 적용하였다.
  • 기동·정지비는 발전소가 기동 또는 정지 시에 1회성으로 발생하는 비용으로 계산의 편의를 위해 기동 시에만 발생 한다고 가정하였다. 또한 1회성 비용이기 때문에 무부하비와는 달리 운전시간을 곱하지 않고 단위계단함수를 사용하였고 발전소군을 2가지로 세분화하였기 때문에 각각 표현하여 식 (4)와 같이 나타내었다.
  • 사례연구는 주파수조정용 ESS를 대상으로 수행하였다. 주파수 분포표를 사용하여 불규칙적인 주파수 변동을 2초단위로 모의하여 사용하였고 ESS와 발전소간 송전손실이 없다고 가정하였다. 또한 각 발전소군의 출력은 우선순위법에 의해 결정하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
주파수조정예비력은 어떻게 구성되어져 있는가? 이러한 주파수는 2초단위로 측정되기 때문에 일정하게 제어하기 위해서는 출력을 빠르게 제어할 수 있는 속응성이 필수적이다. 이를 위해 기존의 발전소에서는 그림 1과 같이 예비력을 확보하고 있고 이 중 주파수조정은 주파수유지예비력(G/F)과 주파수복구예비력(AGC)으로 이루어지고 있다. 이 두 가지 예비력을 합쳐 주파수조정예비력이라 하며 현재 계통에 병입하여 운전하는 발전소(원자력 제외)중 일부의 입찰공급가능 용량을 95%로 제한하여 확보하고 있다[12].
전력계통에서 주파수를 일정하게 유지하기 위한 필요조건은 무엇인가? 전력계통에서는 변동성 부하를 발전소 출력과 항상 일치시켜야 주파수를 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 주파수는 2초단위로 측정되기 때문에 일정하게 제어하기 위해서는 출력을 빠르게 제어할 수 있는 속응성이 필수적이다.
2016년 전세계적으로 ESS의 설치 현황은 어떠한가? 전 세계적으로 ESS 설치장소는 2016년 3월 현재 총 840개소이고 이 중 184개소가 주파수조정용 ESS, 401개소가 신재생에너지용 ESS, 211개소가 부하평준화용 ESS이며 총 용량이 2,293MW이다[1]. 미국 캘리포니아주에서는 2010년 9월에 ESS 의무화 법안을 제정하여 2014년부터 전력회사 공급전력의 2.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (19)

  1. U.S. Department of Energy, "DOE Global Energy Storage Database", 2016.03 

  2. R & D Information Center, "Energy foster new industry policy / PV Applications and Technology Development Trends and Market Analysis", Knowledge Industry Information Institute, 2015.07 

  3. New Growth Engine Industry Information Technology Research, "Domestic and Foreign Energy Storage System (ESS) Industry Status and Business Strategy", Industrial Economy Research, 2014.01 

  4. Korea Electric Power Corporation, "ESS Project Plan of KEPCO", 2015.04 

  5. Korea Power Exchange, www.kpx.or.kr, 2014.01 

  6. Electimes, http://www.electimes.com/, 2016.02 

  7. Korea Smart Grid Association, "2015 SG Supply Support Program (ESS Areas)", 2015.07 

  8. Daniel S. Kirschen, "Capacity Optimization of Renewable Energy Sources and Battery Storage in an Autonomous Telecommunication Facility", IEEE TRANSACTIONS ON SUSTAINABLE ENERGY, VOL. 5, NO. 4, 2014.10 

    상세보기

  9. Sung-Min Cho, "Optimal BESS Sizing for Customer using New Model Considering Efficiency and Life Cycle", Ph.D. Thesis, Soongsil University, 2012.06 

  10. Jung-Hooun Kim, Joo-Rak Kim, Seung-Chan Chang, Jae-Yoon Lim, "A Study on Optimal Size Evaluation Model for Large Seale SMES System", Journal of the Korean Institute of Power Electronics, Vol. 4, No .2, 1999 

  11. Jung-Hooun Kim, Seung-Ho Park, "Establishing investment models for the estimate of optimal capacity cogeneration systems", The proceedings of KIEE, Vol. 48, No. 3, 1999.03 

  12. Korea Power Exchange, "Electricity market operating rules", 2015.03 

  13. Young-Hoon Lee, "A Study on Effects of Energy Saving by Energy Storage System", Master's Thesis, Hanyang University, 2016.02 

  14. Geon-Pyo Lim, Hyun-Gyu Han, Byung-Hoon Chang, Seung-Kwon Yang, Yong-Beum Yoon, "Demonstration to Operate and Control Frequency Regulation of Power System by 4MW Energy Storage System", The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers Vol. 63P, No. 3, pp. 169-177, 2014 

  15. Jun-Young Choe, "Study on SOC Feedback Control of Energy Storage System for Output Stabilization of Wind Power Generation", Ph.D. Thesis, Myongji University, 2015.02 

  16. Leon Freris, David Infield, "Renewable Energy in Power System", WILEY, 2011 

  17. Korea Power Exchange, "A study of the demand and supply planning large-scale screen of renewable energy facilities", 2014.03 

  18. Korea Power Exchange, "7th Electricity Supply Plan", 2015.07 

  19. Korea Power Exchange, "Aggregate operating performance of the power system", 2015.09 

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