[논문]실시간 DC 계통해석 응용프로그램을 이용한 DC 배전망 전압제어 실증 연구

김홍주; 조영표; 조진태; 김주용

doi:10.18770/kepco.2019.05.04.275

실시간 DC 계통해석 응용프로그램을 이용한 DC 배전망 전압제어 실증 연구
Demonstration of Voltage Control of DC Distribution System Using Real-time DC Network Analysis Applications 원문보기

KEPCO Journal on electric power and energy, v.5 no.4, 2019년, pp.275 - 286

김홍주 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 조영표 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 조진태 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 김주용 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation)

초록
AI-Helper

본 논문은 DC (Direct Current) 배전망 혹은 DC 마이크로그리드 운영을 위한 실시간 DC 계통해석 응용프로그램의 개발에 대한 내용을 다룬다. 응용프로그램은 중앙 에너지 관리시스템(EMS: Energy Management System)에 탑재되어 운영자에게 실시간으로 운영 솔루션을 제공한다. DC 배전계통을 해석하기 위한 프로그램의 구성 및 시퀀스를 제안한다. 각 프로그램의 알고리즘과 AC 계통 프로세스와의 차이점을 분석한다. 한국전력공사 고창전력시험센터 내 DC 배전망 실증사이트를 소개하고, EMS 구축 내용을 기술한다. 개발된 DC 계통해석 응용프로그램을 실증 사이트 EMS에 탑재하여, 검증 시험을 수행한다. DC 배전망 전압 제어를 위한 시험 시나리오를 구성에 대해 논한다. 마지막으로 실증시험 결과 측정 데이터, 응용프로그램 결과 데이터를 PSCAD/EMTDC를 이용한 오프라인 시뮬레이션 결과값과 비교 분석하여 정합성을 검증한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper presents real-time Direct Current (DC) network analysis applications for operation of DC distribution system or DC microgrid. These applications are installed on central Energy Management System (EMS) and provide solutions of DC network operation. To analysis DC distribution network, this paper proposes composition and sequence of applications. Algorithm of applications is presented in this paper. Demonstration tests are performed on DC distribution site in Gochang Power Testing Center of Korea Electric Power Corporation (KEPCO). To verify the performance, developed DC applications installed on EMS. Scenarios for demonstration test of voltage control are presented. Finally, measured data, application output data and simulation data (by PSCAD/EMTDC) are compared and analyze accuracy of applications.

주제어

표/그림 (35)

그림 Fig. 1. Concept of topology process.
그림 Fig. 2. Concept of state estimation.
그림 Fig. 3. Sequence of DC network analysis program.
표 Table 1 Analysis Parameter of DC and AC Network
그림 Fig. 4. Equation of DC network state estimation.
그림 Fig. 5. Flow chart of DC network state estimation.
그림 Fig. 6. Equation of DC network power flow.
그림 Fig. 7. Flow chart of DC network power flow.
그림 Fig. 8. Flow chart of DC network voltage control.
그림 Fig. 9. DC demonstration site in Gochang Power Testing Center.
그림 Fig. 10. DC components of DC demonstration site.
그림 Fig. 11. System configuration of DC EMS.
표 Table 2 Difference Between DC Power Flow and DC State Estimation
그림 Fig. 12. Network diagram of DC demonstration site.
그림 Fig. 13. PSCAD/EMTDC model for network of DC demonstration site.
그림 Fig. 14. PSCAD/EMTDC model for rectifier and load.
그림 Fig. 15. PSCAD/EMTDC model for ESS and load.
그림 Fig. 16. PSCAD/EMTDC simulation result of rectifier output.
그림 Fig. 17. PSCAD/EMTDC simulation result of voltage.
그림 Fig. 18. Scenario #1: Normal state (PSCAD/EMTDC result).
그림 Fig. 19. Scenario #2: Voltage violation state (PSCAD/EMTDC result).
그림 Fig. 20. Scenario #3: Violation removal state (PSCAD/EMTDC result).
그림 Fig. 21. Scenario #1: Demonstration test result (HMI-Network diagram).
그림 Fig. 22. Scenario #1: Demonstration test result (HMI-Analysis result).
그림 Fig. 23. Scenario #2: Demonstration test result (HMI-Network diagram).
그림 Fig. 24. Scenario #24: Demonstration test result (HMI-Analysis result).
그림 Fig. 25. Scenario #3: Demonstration test result (HMI-Network diagram).
그림 Fig. 26. Scenario #3: Demonstration test result(HMI-Analysis result).
표 Table 3 Demonstration Test Result of Voltage (Scenario #1)
표 Table 4 Demonstration Test Result of Voltage (Scenario #2)
표 Table 5 Demonstration Test Result of Voltage (Scenario #3)
표 Table 6 Demonstration Test Result of Power (Scenario #1)
표 Table 7 Demonstration Test Result of Power (Scenario #2)
표 Table 8 Demonstration Test Result of Power (Scenario #3)
그림 Fig. 27. Advanced DC network applications.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	토폴로지처리 프로그램이란 무엇인가?	토폴로지처리는 설비의 연결 관계 및 차단기의 개폐상 태를 파악하여 Node를 그룹화 하여 Bus 정보를 생성하는 프로그램이다. 차단기, 선로 등 모든 설비의 양단에는 Node가 존재한다.
	DC 계통 상태추정 프로세스는 어떠한가?	[Step 1] 모선 1개를 선택함 [Step 2] 모선과 연결성이 있는 선로 정보를 이용하여 모선 그룹핑을 수행함 [Step 3] 모든 모선이 그룹핑 되었지 확인 [Step 4] 앞 단계 Step 3 만족 시 Step 5로 이동, 아니면 Step 1 - Step 2 반복 [Step 5] 그룹 내 다음과 같은 조건이 있는지 확인 ○ 적어도 2개 이상의 모선이 존재하는지 확인 ○ 측정 데이터 중 모선 전압이 취득 되는지 확인 ○ 발전기와 부하가 적어도 1개 있는지 또는 AC/DC Converter 2개 이상으로 되어 있는지 확인 [Step 6] 앞 단계 Step 5를 만족하면 해당 그룹에 독립 계통(Island) 번호 할당 [Step 7] 앞 단계 Step 6에서 할당 받지 못한 Island에 속한 설비는 정지 설비로 설정
	AC계통의 EMS에서 운영되고 있는 대표적인 프로그램에는 무엇이 있는가?	○ 토폴로지처리(TP: Topology Process) ○ 상태추정(SE: State Estimation) ○ 조류계산(PF: Power Flow) ○ 상정고장해석(CA: Contingency Analysis) ○ 고장전류해석(SCA: Short Circuit Analysis) ○ 최적조류계산(OPF: Optimal Power Flow)

참고문헌 (8)

Lana, A., Pinomaa, A., Nuutinen, "Control and monitoring solution for the LVDC power distribution network research site," IEEE First Int. Conf. DC Microgrids (ICDCM), Atlanta, USA, Jun. 2015, pp. 7-10.
Kaipia, T., Nuutinen, P., Lohjala, "Field test environment for LVDC distribution - Implementation experiences," CIRED Workshop, Lisbon, Xi'an, China, 29-30 May 2012.
Nuutinen, P., Kaipia, T., Peltoniemi, "Research site for low-voltage direct current distribution in a utility network - structure, functions, and operation," IEEE Trans. Smart Grid, 2014, 5, (5), pp. 2574-2582.

상세보기
Dragi cevi'c, T., Lu, X., Vasquez, "DC microgrids - Part I: A review of control strategies and stabilization techniques," IEEE Trans. Power Electron., 2016, 31, (7), pp. 4876-4891.

상세보기
Youngpyo Cho, Hongjoo Kim, Jaehan Kim, Jintae Cho, Juyong Kim, "Construction of Actual LVDC Distribution Line," 2017 CIRED Conference.
Hongjoo Kim, Youngpyo Cho, Jaehan Kim, Jintae Cho, Juyong Kim, "Demonstration of LVDC Distribution System in Island," 2017 CIRED Conference.
김홍주, 조영표, 조진태, 김주용, "직류배전설비 연계 직류배전망 통합 운영 실증 연구", 2019년도 대한전기학회 하계학술대회 논문집.
Trinh Phi Hai , Il-Yop Chung , "A Novel Voltage Control Scheme for Low-Voltage DC Distribution Systems Using Multi-Agent Systems," Energies 10(1):41, Jan. 2017.

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