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문제 정의
- 본 연구에서는 사무소용 빌딩을 중심으로 일본과 우리나라에 있어서 부하종류별 전력소비특성을 조사 분석하였고, 전기설계사무소에서 설계단계시 적용하는 수용률을 조사하였다. 조사된 자료의 전체 특징과 중심적인 경향을 알아 보기 위해서 평균값, 표준편차, 최대값, 최소값, 중앙값 등의 특징파라메터를 분석하였고, 회귀분석을 통한 선형적인 방법과 비선형적인 방법으로 그 경향을 추정하여 곡선으로 나타내었다.
제안 방법
- 본 연구에서는 사무소용 빌딩의 부하종별 전력소비 특성을 고려하여 특징파라메터를 분석하였고, 회귀분석을 통하여 경향을 확인하였다' 이를 토대로 부하종별 수용률 기준(안)을 제시하였고, 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
- 조사된 자료의 전체 특징과 중심적인 경향을 알아 보기 위해서 평균값, 표준편차, 최대값, 최소값, 중앙값 등의 특징파라메터를 분석하였고, 회귀분석을 통한 선형적인 방법과 비선형적인 방법으로 그 경향을 추정하여 곡선으로 나타내었다. 이를 토대로 변전설비용량의 합리적인 설계를 위하여 부하종별 수용률 기준(안) 을 제시하였고, 변전설비용량 산정에 필요한 자료를 데이터베이스화하였다
- 일반동력부하용 변압기가 시설되어 있는 수용가를 대상으로 분석하였으며, 최대수요전력은 수전일지 상에 작성된 자료를 기준으로 하였고, 부하설비용량은 수용가에서 제시한 용량을 기준으로 하였다.
- 일반전등전열부하용 변압기가 시설되어 있는 수용가를 대상으로 분석하였으며, 최대수요전력은 수전일지 상에 작성된 자료를 기준으로 하였고, 부하설비용량은 수용가에서 제시한 용량을 기준으로 하였다.
- 일본전설공업협회에서 제공하는 전기설비데이터 자료 중 사무소용 건물을 중심으로 2000~2001년도의 데이터에서 연면적과 변압기시설용량, 부하종별 부하시설용량 등을 조사 분석하였다.
대상 데이터
- 일반동력부하용 변압기용량과 부하설비용량이 제시되어 있는 수용가를 대상으로 분석하였으며, 그림 5는 조사 사무소건물의 일반동력부하용 부하밀도의 적용 현황을 통계 분석한 자료이며, 전체 분포 되어 있는 일반동력 부하용 부하밀도는 11.22~ 334.39VA/r 이고, 평균값은 76.73[VA/r], 표준 편차 5L98[VA/:fl로 분석되었다.
- 일반동력부하용 변압기용량과 부하설비용량이 제시되어 있는 수용가를 대상으로 분석하였으며, 그림 6은 조사 사무소 건물의 일반동력부하용 변전시설밀도의 적용현황을 통계 분석한 자료이며, 전체 분포 되어 있는 일반동력 부하용 변전시설밀도는 16.14~ 312.21VA4] 이고, 평균값은 91.42[VA/i], 표준 편차 56.62[VA/ir] 로분석되었다.
- 일반전등전열부하용 변압기용량과 부하설비용량이 제시되어 있는 수용가를 대상으로 분석하였으며, 그림 3은 조사 사무소건물의 일반 전등전열부하용 부하밀도의 적용 현황을 통계 분석한 자료이며, 전체 분포되어 있는 일반 전등 전열부하용 부하밀도는 10.59~205.87[VA/] 이고, 평균값은 68.36[VA/e「표준 편차 41.73 [VAA] 로 분석되었다.
- 일반전등전열부하용 변압기용량과 부하설비용량이 제시되어 있는 수용가를 대상으로 분석하였으며, 그림 4는 조사 사무소용 건물의 일반전등전열부하용 변전시설 밀도의 적용 현황을 통계 분석한 자료이며, 전체 분포 되어있는 일반전등전열부하용 변전시설밀도는 19.37 ~ 175.43[VA/r]이고, 평균값은 68.2[VA/rf], 표준 편차 37.08 [VA/r] 로 분석 되었다.
데이터처리
- 조사하였다. 조사된 자료의 전체 특징과 중심적인 경향을 알아 보기 위해서 평균값, 표준편차, 최대값, 최소값, 중앙값 등의 특징파라메터를 분석하였고, 회귀분석을 통한 선형적인 방법과 비선형적인 방법으로 그 경향을 추정하여 곡선으로 나타내었다. 이를 토대로 변전설비용량의 합리적인 설계를 위하여 부하종별 수용률 기준(안) 을 제시하였고, 변전설비용량 산정에 필요한 자료를 데이터베이스화하였다
성능/효과
- 1) 실태조사 결과, 합성 수용률/부등률 평균값은 46.4[%]로 분석되었으며, 대부분의 수용가에서 변압기는 용량에 있어서 많은 여유를 갖고 운전되고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 우리나라의 설비 가동 특성을 고려한 수용률/부등률의 기준이 필요함을 확인할 수 있었다.
- 2) 일본 사무소 건물의 부하 종별 부하밀도와 변전 시설밀도를 토대로 수용률 적용 실태 결과, 표에서 보는 바와 같이 일반 전등전열부하의 경우는 부하밀도와 변전 시설밀도가 거의 같게 나타났으며, 적용 수용률은 looms. 분석된다.
- 4) 업무용 빌딩에 적용되는 변압기는 경부하가 걸리는 시간이 많으므로 손실 발생이 많다. 따라서, 변압기 운전효율을 향상시키기 위해서는 부하 구성 특성과 전력 소비 특성(평균 부하율 등)을 정확히 검토하고, 최고 효율이 되도록 용량 설계를 하여야 한다.
- 그리고, 최소제곱 평균오차는 1차 선형 회귀모형식에서 31.66 [VA/ri, 2차 비선형 회귀 모형식에서 30.13[VA/i] 정도 발생한 것으로 분석되었다.
- 그리고, 최소제곱 평균오차는 1차 선형 회귀모형식에서 38.8 [VA/t], 2차 비선형 회귀 모형식 에서 36.54 [VA/.i] 정도 발생한 것으로 분석되었다.
- 그리고, 최소제곱 평균오차는 1차 선형 회귀모형식에서 51.32[VA/si], 2차 비선형 회귀 모형식에서 50.96[VA/i] 정도 발생한 것으로 분석되었다.
- 분석되었다. 그리고, 최소제곱 평균오차는 1차 선형 회귀모형식에서 53.07[VA/ri, 2차 비선형 회귀 모형식에서 52.93[VA/i] 정도 발생한 것、으로 분석되었다.
- 그리고, 최소제곱평균오차는 1차 선형 회귀모형식에서 13.3[%], 2차 비선형 회귀모형식에서 12.2[%] 발생한 것으로 분석되었다.
- 그리고, 최소제곱평균오차는 1차 선형 회귀모형식에서 16.5[%] 2차 비선형 회귀모형식에서 발생한 것으로 분석되었다.
- 4[%]로 분석되었으며, 대부분의 수용가에서 변압기는 용량에 있어서 많은 여유를 갖고 운전되고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 우리나라의 설비 가동 특성을 고려한 수용률/부등률의 기준이 필요함을 확인할 수 있었다. 부하 종별 수용률 적용 실태와 수용률 기준(안)은 다음과 같다.
- 3[%]로 낮게 운영되고 있었고, 설계사무소에서 적용하는 값보다도 매우 낮게 운전되고 있음을 알 수있으므로 일반동력 부하의 설계수용률을 낮게 설정하여도 무리가 없는 것으로 판단된다. 따라서, 일반동력부 하의수용률 범위는 50~63[%](중앙값 56.5[%]) 정도를 반영하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 다만, 장래 부하증가율과 고조파발생기기로 인한 변압기 출력감소율 등을 고려하여 일반동력부하의 수용률을 설계자가 조정할 수 있다.
- 따라서, 일반전등전열부하의 수용률 범위는 60 ~ 65[%](중앙값 63[%]) 정도를 반영하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 다만, 장래 부하증가율과 고조 파발 생기기로 인한 변압기 출력감소율 등을 고려하여 일반 전등 전열 부하의 수용률을 설계자가 조정할 수 있다.
- 일반동력부하에 대한 수용률을 제시하고 있는 기준은 없으며, 실제 현장에서 운영된 결과의 실태조사 평균 수용률이 48.3[%]로 낮게 운영되고 있었고, 설계사무소에서 적용하는 값보다도 매우 낮게 운전되고 있음을 알 수있으므로 일반동력 부하의 설계수용률을 낮게 설정하여도 무리가 없는 것으로 판단된다. 따라서, 일반동력부 하의수용률 범위는 50~63[%](중앙값 56.
- 조사 결과, 조사 수용가 대부분이 일반 전등 전열 부하용 변압기의 여유가 많게 운전되고 있는 것으로 판단되며, 일반전등전열부하로 연결되는 부하'종류로는 전등 부하 이외 각종 사무자동화기기 등이다.
- 조사 결과, 조사 수용가 대부분이 일반동력부하용 변압기의 여유가 많게 운전되고 있는 것으로 판단되며, 일반동력부 하로 연결되는 부하 종류로는 급배수설비, 환기 설비 이외 FCU, AHU 등이다.
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