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인버터 기반 분산전원의 무효전력 제어 특성에 따른 분산전원의 수용용량 및 전압조정 설비의 운영 계획 분석
Analysis of the Hosting Capacity of the Distributed Generation and Voltage Regulation Devices Operation According to Reactive Power Control Scheme of the Inverter-based Distributed Generation 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.67 no.7, 2018년, pp.809 - 815  

조규정 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  김지수 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  송진솔 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  신재윤 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  김동현 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ,  김철환 (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Distributed generations (DGs) using renewable energy resources in power systems have been widely integrated, and many of these DGs have intermittency. DGs can significantly affect the overall voltage profile of the system through the reactive power control for a voltage support. Therefore, in the pl...

주제어

#Capacitor bank   #Distributed generation   #Hosting capacity   #Inverter control   #Step voltage regulator  

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  • 분산전원은 0~200 kVA까지 대상 모선에 설치될 수 있으며 커패시터 뱅크는 0~60 kvar까지 대상 모선에 설치될 수 있다. SVR의 정정치는 118~128 V의 목표 전압과 1~6단계의 탭 밴드까지 변수로 가질 수 있도록 가정하였다.
  • 다음 그림 5는 본 논문의 모의에서 사용된 IEEE 34-bus 모의계통의 단선도를 나타낸다. 분산전원은 부하를 갖는 모든 모선에 설치될 수 있다고 가정하였으며 커패시터 뱅크는 그 중 3상 부하를 갖는 모선에서의 설치를 가정하였다. 모의된 계통의 총 부하량은 1.
  • 먼저 종래와 같이 분산전원이 어떠한 무효전력의 제어도 없이 역률 1인 상태로 동작이 되는 case에서 모의 계통에 최대 어느 정도의 분산전원이 연계될 수 있는지 파악한다. 분산전원은 인버터를 이용하여 계통에 주로 연결되는 태양광 발전을 가정하였다. 분산전원은 0~200 kVA까지 대상 모선에 설치될 수 있으며 커패시터 뱅크는 0~60 kvar까지 대상 모선에 설치될 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
산업통상자원부는 언제까지 신재생에너지를 이용한 발전설비를 전체 발전량 대비 20%까지 증가시키고자 하는 정책을 수립하였는가? 커패시터 뱅크, 선로 전압조정기 (Step Voltage Regulator, SVR)는 전통적으로 역률개선 및 전압조정에 이용되는 전압조정설비이다[1-2]. 또한, 전 세계적으로 신재생에너지원을 이용한 분산전원(Distributed Generation, DG)의 보급이 증가하고 있는 추세에 있으며, 우리나라의 산업통상자원부는 2030년까지 신재생에너지를 이용한 발전설비를 전체 발전량 대비 20% 까지 증가시키고자 하는 정책을 수립하였다[3]. 이처럼 분산전원이 전력계통에 광범위하게 설치될 수 있는 상황에서, 특히 계통 운영자가 새로운 전압조정 설비를 설치할 계획이라면 분산전원의 출력이나 무효전력 제어 특성이 각 설비의 위치나 동작 스케줄에 영향을 줄 수 있음을 간과해서는 안 된다.
분산전원과 전압조정 설비들의 최적 배치와 관련된 연구에는 어떤 것들이 있는가? 분산전원과 전압조정 설비들의 최적 배치와 관련된 다수의 문헌들이 존재한다[4-9]. 많은 연구자들이 분산전원의 용량이나 위치, 커패시터 뱅크의 용량 및 위치, SVR의 최적 정정치와 같은 요인들을 최적화하여 결정하는 연구를 수행하였지만 계통의 전압지원을 위한 분산전원의 무효전력 제어 특성을 상기의 고려사항들과 함께 고려한 연구는 아직 미미하다.
커패시터 뱅크, 선로 전압조정기는 전통적이레 어디에 이용되었는가? 커패시터 뱅크, 선로 전압조정기 (Step Voltage Regulator, SVR)는 전통적으로 역률개선 및 전압조정에 이용되는 전압조정설비이다[1-2]. 또한, 전 세계적으로 신재생에너지원을 이용한 분산전원(Distributed Generation, DG)의 보급이 증가하고 있는 추세에 있으며, 우리나라의 산업통상자원부는 2030년까지 신재생에너지를 이용한 발전설비를 전체 발전량 대비 20% 까지 증가시키고자 하는 정책을 수립하였다[3].
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참고문헌 (13)

  1. T. E. Grebe, "Application of distribution system capacitor banks and their impact on power quality", IEEE Transactions on Industry Applications, vol. 32, no. 3, pp. 714-719, 1996. 

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  2. T. Senjyu, Y. Miyazato, A. Yona, N. Urasaki, and T. Funabashi, "Optimal distribution voltage control and coordination with distributed generation", IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 23, no. 2, pp. 1236- 1242, 2008. 

    상세보기 crossref

  3. Ministry of Trade, Industry and Energy, "8th Basic Plan for Electricity Supply and Demand", Biennial Report, 2017. 

  4. A. S. Safigianni and G. J. Salis, "Optimum voltage regulator placement in a radial power distribution network", IEEE Transactions on Power Systems, vol. 15, no. 2, pp. 879-886, 2000. 

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  5. C. A. N. Pereira and C. A. Castro, "Optimal placement of voltage regulators in distribution systems", 2009 IEEE Bucharest PowerTech, Bucharest, pp. 1-5, 2009 

  6. M. B. Jannat and A. S. Savic, "Optimal capacitor placement in distribution networks regarding uncertainty in active power load and distributed generation units production", IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 10, no. 12, pp. 3060-3067, 2016. 

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  7. S. Wang, S. Chen, L. Ge and L. Wu, "Distributed Generation Hosting Capacity Evaluation for Distribution Systems Considering the Robust Optimal Operation of OLTC and SVC", IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 7, no. 3, pp. 1111-1123, 2016. 

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  8. S. Karagiannopoulos, P. Aristidou and G. Hug, "Hybrid approach for planning and operating active distribution grids", IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 11, no. 3, pp. 685-695, 2017. 

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  9. C. Li, V. R. Disfani, Z. K. Pecenak, S. Mohajeryami, and J. Kleissl, "Optimal OLTC voltage control scheme to enable high solar penetrations", Electric Power Systems Research, vol. 160, pp. 318-326, 2018. 

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  10. OpenDSS electric power distribution system simulator, online resource: http://sourceforge.net/projects/electricdss/, accessed Jun. 2018. 

  11. B. A. Mather, "Quasi-static time-series test feeder for PV integration analysis on distribution systems", 2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, CA, 2012. 

  12. B. M. Adams, L. E. Bauman, W. J. Bohnhoff, K. R. Dalbey, M. S. Ebeida, J. P. Eddy, et al., "Dakota, a multilevel parallel object-oriented framework for design optimization, parameter estimation, uncertainty quantification, and sensitivity analysis: Version 6.4 user's manual", Sandia Technical Report SAND2014-4633, 2016. 

  13. E. Demirok, P. C. Gonzalez, K. H. B. Frederiksen, D. Sera, P. Rodriguez and R. Teodorescu, "Local Reactive Power Control Methods for Overvoltage Prevention of Distributed Solar Inverters in Low-Voltage Grids", IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 1, no. 2, pp. 174-182, 2011. 

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