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제안 방법
- Black start 시험을 시행하기 전에, 순차적(Sequential energization) 방법과 soft start 방법을 검증하기 위해 , EMT 시뮬레이션으로 시나리오를 검증하였다. 해당 시뮬레이션 모델은 ABB에서 제공된 제조사 시뮬레이션 모델 및 Energinet 이 소유하고 있는 자세한 계통 선로 데이터를 통해 진행되었다.
- SK4 HVDC 로 시험을 실제 진행하는 동안, Energnete 고조파 진동을 TJE400 변전소에서 관측하였다. 진동의 이유와 모의를 위해 시험 중, 진동이 발생하는 시나리오를 EMT 시뮬레이션에서 재현하여 분석하였다.
- 노르웨이 변전소에만 전력이 공급되고, 해당 전력을 이용해 덴마크 서북부 계통 선로 일부에 가압하는 방식으로 시험이 시행되었다. 계획된 시험에는, 400kV 선로, 변압기, 그리고 Shunt Reactor 들이 고려되었으며, 시험은 Soft start 및 순차적 가압 두 가지 방법 모두 시험되었다. 또한, SK4 HVDC가 독립 우전하는 동안 부하 가압 시의 동적 과도상태를 확인하기 위해 25MW 용량의 실제 보일러가 부하로 고려되었다.
- 적용되었다. 노르웨이 변전소에만 전력이 공급되고, 해당 전력을 이용해 덴마크 서북부 계통 선로 일부에 가압하는 방식으로 시험이 시행되었다. 계획된 시험에는, 400kV 선로, 변압기, 그리고 Shunt Reactor 들이 고려되었으며, 시험은 Soft start 및 순차적 가압 두 가지 방법 모두 시험되었다.
- 다음 진행된 시험 단계는 25MW 보일러 장치를 최대 전력으로 가동시키는 것으로, 안정된 작동을 확인하기 위해 독립운전 모드로 운전되는 HVDC의 전압 및 주파수를 같이 변동 시켜 작동 성능을 확인하였다. 지령된 변동하는 전압 주파수 지령치에 대한 SK4 HVDC 전압 및 무효 전력 응답이 그림 7에 서 확인할 수 있다.
- 이 시험 단계는 TIE400 변전소에 위치한 동기화 릴레이가 있는 차단기를 통해 수행되었다. 독립계통과 유럽 계통의 주파수 각도 차이가 허용 가능한 범위 6도 안에 도달할 때 , 차단기를 활성화함으로써, 동기화 시험을 진행하였다. 동기화 후에도, 독립운전 제어 모드가 정상 전력 전송 제어 모드로 전환되기 전에 SK4 HVDC는 몇 분 동안 Black Start 모드에서 계속 운전을 진행흐卜였다.
- 또한차동전압 보호장치 도 Black start 동안에 낮은 단락비로 인해 동작하지 않는 것을 확인하였다. 따라서, 단락 해제는 추가로 설치 된 distance protection relays와 SK4 HVDC 의 부족전압 보호장치의 동작에 의존하기로 결정하고 시험을 진행하였다. 해당 위험은 SK4 HVDC가 시험 도중 단락과 보호장치의 동작으로 인해 트립이 되더라도, 다시 시험을 시작하는 데는 무리가 없다는 내부 엔지니어링 경험에 의해 감수되었다.
- Soft start 방법으로 처음 시험이 시작되었으며, 그림 5에 보이는 것과 같이 약 2000kV/s의 ramping 입 력으로 그림2에 도시된 모든 선로 및 소자가 한번에 가압이 되었다. 보호장치를 활성화시키는 어떠한 과전압도 시험 도중에 관측되지 않았으며, 그림 6에 보이는 것처럼, NVV 400/15아N 485 MVA의 변압기를 成eaker를통해 가압하였다.
- 자세한 분석을 위해 EMT 시뮬레이션에서 동일한 시나리오를 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션을 통해 그림 11과 같이 거의 동일한 파형을 관측할 수 있었다.
- 진동을 TJE400 변전소에서 관측하였다. 진동의 이유와 모의를 위해 시험 중, 진동이 발생하는 시나리오를 EMT 시뮬레이션에서 재현하여 분석하였다. 시험 중 PMU에서 측정된 파형 이 그림 10에 나타나 있다.
- 정상 상태에서 진동의 정확한 원인을 파악하기 위해 small signal perturbation0! 사용되었다. 해당 방법으로 계통 측과 SK4 HVDC측의 소신호 임피던스를 측정하였다.
- 해당 시험을 통해 Energinete 전압형 H田DC(SK4)의 soft start 기능을 이용한 black start를 성공적으로 수행하였다. 또한 해당 기능은 큰 계통의 일부를 소자에 대한 스트레스 없이 가압이 가능한 것을 보여 주었다.
대상 데이터
- SK4 HVDC의 Soft start 기능이 계통 black start에 적용되는 것을 확인하기 위해, 실증 시험이 덴마크 400kV 및 150kV 선로 일부에 적용되었다. 노르웨이 변전소에만 전력이 공급되고, 해당 전력을 이용해 덴마크 서북부 계통 선로 일부에 가압하는 방식으로 시험이 시행되었다.
- 참고로, 덴마크의 서쪽 Jutland는 정상운전 동안, 유럽 전체와 동기화되어 있다. 이 시험 단계는 TIE400 변전소에 위치한 동기화 릴레이가 있는 차단기를 통해 수행되었다. 독립계통과 유럽 계통의 주파수 각도 차이가 허용 가능한 범위 6도 안에 도달할 때 , 차단기를 활성화함으로써, 동기화 시험을 진행하였다.
- 시나리오를 검증하였다. 해당 시뮬레이션 모델은 ABB에서 제공된 제조사 시뮬레이션 모델 및 Energinet 이 소유하고 있는 자세한 계통 선로 데이터를 통해 진행되었다. 과전압의 위험요소 및 보호시스템 동작도 같이 추가적으로 검증되었다.
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