초록 ▼

본 연구는 배전계통에 대해 복수 분산전원 연계될 경우를 위해, 디지털 보호계전기를 중심으로 양방향 보호협조의 최적 구축을 통해 계통 자체는 물론 연계된 분산전원에 대한 효율적인 보호 시스템 확립하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 초전도 한류기와 같은 새로운 보호기기의 최적 적용을 통해 디지털 보호계전기 보호협조 구축을 수행하는 것은 물론 보호 알고리즘의 개선 및 개발 연구를 양방향 보호협조 기술을 위한 기반 연구를 수행하였으며, 최종적으로 초전도 한류기와 개선된 보호 알고리즘이 적용된 보호계전기 모두를 이용하여 효율적인 보호시스템

본 연구는 배전계통에 대해 복수 분산전원 연계될 경우를 위해, 디지털 보호계전기를 중심으로 양방향 보호협조의 최적 구축을 통해 계통 자체는 물론 연계된 분산전원에 대한 효율적인 보호 시스템 확립하는 것을 목표로 하였다. 이를 위해 초전도 한류기와 같은 새로운 보호기기의 최적 적용을 통해 디지털 보호계전기 보호협조 구축을 수행하는 것은 물론 보호 알고리즘의 개선 및 개발 연구를 양방향 보호협조 기술을 위한 기반 연구를 수행하였으며, 최종적으로 초전도 한류기와 개선된 보호 알고리즘이 적용된 보호계전기 모두를 이용하여 효율적인 보호시스템을 구축할 수 있도록 하였다. 이러한 연구를 통해 더욱 복잡한 형태의 전력계통에 대한 개선된 형태의 보호시스템 구축을 위한 기반을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.
이러한 목표를 위해, 1차년도 연구에서는 초전도 한류기와 같은 새로운 보호기기의 최적 적용을 통해 기존 배전계통 내의 보호시스템의 보호협조 및 보호동작에 분산전원이 미칠 수 있는 영향을 최소화할 수 있도록 하였다. 초전도 한류기는 매우 빠른 시간 내에 큰 저항을 발생시킴으로써 사고전류의 크기를 감소시키고 계통의 안정도를 향상시킬 수 있는 보호기기이다. 이러한 초전도 한류기를 분산전원의 앞단에 연결하여 배전계통에 투입할 경우 분산전원에 의해 증가되는 사고전류의 크기를 줄일 수 있게 됨으로써, 기존배전계통 내 보호계전기의 동작에 대한 분산전원의 영향을 줄일 수 있게 되며, 이를 통해 더 큰 용량의 분산전원을 투입할 수 있게 해주는 것이다. 이를 위해 분산전원 앞단에 연결할 초전도 한류기의 적절한 저항값을 결정할 필요가 있으며, 본 연구를 통해 이러한 방법을 개발하였다.
2차년도 연구에서는 디지털 보호계전기를 중심으로 계통 상태의 변화에 대응하여 적절한 보호동작과 보호협조 구축을 가능하게 해주는 개선된 보호 알고리즘의 개발을 중심으로 진행하였다. 디지털 보호계전기가 보유하고 있는 마이크로프로세서와 메모리 및 통신기능을 기반으로 계통정보 및 사고전류의 취득을 통해 자동적으로 기존 배전계통에 맞추어 설정된 보호 동작시간을 유지할 수 있도록 동작 파라미터를 계산해주는 알고리즘을 적용하였다. 이를 통해 분산전원의 연계에 대해 빠른 시간 내에 기존의 동작시간과 보호협조를 유지할 수 있음을 확인하였다.
3차년도 연구에서는 초전도 한류기와 개선된 보호 알고리즘이 적용된 디지털 보호계전기를 함께 적용하도록 하였다. 분산전원에 의해 증가되는 사고전류는 초전도 한류기에 의해 감소되며, 초전도 한류기의 적용에 의한 계통 상태 변화 역시 디지털 보호계전기에 의해 감지됨으로써 이에 맞추어 새롭게 동작 파라미터를 설정할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 초전도 한류기를 통해 사고전류의 감소는 물론 분산전원용량의 증가가 가능할 수 있다고 보았으며, 이러한 변화에 대해 디지털 보호계전기의 보호 알고리즘을 통해 처리가 가능하다고 볼 수 있었다. 따라서 두 가지 보호기기의 적용을 통해 더욱 효과적인 보호시스템의 구축과 분산전원의 운용을 기대할 수 있다.
본 연구를 통해 개발된 초전도 한류기와 개선된 보호알고리즘을 탑재한 디지털 보호계전기의 조합으로 구성된 보호시스템은 복수 분산전원이 연계된 배전계통에 적용이 가능할 것으로 보인다. 이를 통해 앞서 언급했듯이 배전계통과 분산전원의 보호는 물론 분산전원의 용량 증가를 가능케 함으로써 분산전원의 효과적으로 운용할 수 있도록 할 것으로 기대된다. 또한 이러한 기반 연구를 바탕으로 연구를 진행함으로써 앞으로 변화할 더욱 복잡한 전력계통과 스마트 그리드에 대하여 개선된 형태의 보호시스템으로서 충분히 적용될 수 있을 것으로 생각된다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 5
• 5. 연구결과의 활용 계획 ... 6
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
• Ⅲ. 연구성과 ... 7
• 끝페이지 ... 9