초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 배터리 에너지 저장장치(BESS)를 포함하고 있는 태양광, 풍력 복합 발전시스템이 독립운전 및 계통연계운전을 수행할 경우 계통공급전력과 배터리 운전조건에 따라 BESS 용량을 최적화 할 수 있는 출력제어 알고리즘을 개발하여 BESS 설치를 통한 경제성을 확보하고 나아가 선정된 BESS를 이용해 전력품질과 배터리 수명을 극대화할 수 있는 최적 복합 발전 운전 시스템을 구축하는 것이다.

본 연구 내용은 신재생 에지원의 주축을 이루고 있는 태양광 발전과 풍력 발전기로 구성된 분산전원 시스

연구의 목적 및 내용
본 연구는 배터리 에너지 저장장치(BESS)를 포함하고 있는 태양광, 풍력 복합 발전시스템이 독립운전 및 계통연계운전을 수행할 경우 계통공급전력과 배터리 운전조건에 따라 BESS 용량을 최적화 할 수 있는 출력제어 알고리즘을 개발하여 BESS 설치를 통한 경제성을 확보하고 나아가 선정된 BESS를 이용해 전력품질과 배터리 수명을 극대화할 수 있는 최적 복합 발전 운전 시스템을 구축하는 것이다.

본 연구 내용은 신재생 에지원의 주축을 이루고 있는 태양광 발전과 풍력 발전기로 구성된 분산전원 시스템에서 BESS를 설치할 경우 계통공급전력과 배터리 운전조건에 따라 경제성을 확보할 수 있는 BESS 용량 최적화 알고리즘을 개발하고, 선정된 BESS를 이용해 전력품질과 배터리 수명을 극대화할 수 있도록 풍력발전기와 BESS와의 상호연계 전력제어 알고리즘을 개발하는 것이다.
제안된 기법은 제주도 구좌읍에서 측정한 풍력데이터를 사용해 3MW 풍력발전기를 대상으로 그 타당성을 입증했다.

연구결과
본 연구에서는 태양광, 풍력발전과 같은 복합발전 시스템에서 배터리를 사용하여 전력품질을 개선할 경우 경제적인 배터리 용량 산출법, 계통전력제어 알고리즘과 효과적인 배터리 제어기법에 대한 연구를 수행했으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
· 시험용 풍력-BESS 복합 발전 시스템 모델 개발
· 경제성을 고려한 BESS 용량 최적 선정을 위한 풍력발전기 출력제어 알고리즘 개발
· 단독 전원에 대한 BESS 용량 최적화 제어 알고리즘 개발
· 복합 발전 시스템에서 BESS와의 상호연계 운전기법 연구
· 풍력발전 단독 운전시와 비교한 통합 BESS 용량 및 경제성 분석
· 하이브리드 제어 알고리즘의 동작 특성 분석
· BESS 제어기를 이용한 UPQC에 의한 불평형 전압 및 고조파 전류 보상 기법 고찰
· 실측 풍력데이터를 사용한 시뮬레이션 및 축소 모델 실험을 통한 제안된 알고리즘 실증

연구결과의 활용계획
본 연구는 신재생 에너지원의 주축을 이루고 있는 태양광과 풍력발전기와 같은 분산전원이 있는 복합발전 시스템에서 전력품질 개선을 위해 BESS를 사용할 경우 경제적인 BESS설치를 위한 가이드라인을 제공할 수 있으며 마이크로그리드나 스마트그리드에서 계통안정화와 전력품질개선과 관련된 요소기술이 필요할 경우 다음과 같은 분야에서 활용할 수 있다.
· 전력품질 개선을 통한 에너지 효율 향상 및 경제성 확보
· 마이크로그리드 시스템에 적용을 통한 전력품질 개선
· 안정적인 스마트그리드 요소기술 확보
· 2차 전지 산업 활성화
· 에너지 저장 및 응용기술 확보를 통해 전력소비시점 조절

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
For the combined generating system with solar cell and wind power including Battery Energy Storage System (BESS), economic BESS capacity is determined according to the dispatched power and battery operating condition, so that the economic BESS installation is guaranteed in stand

Purpose&contents
For the combined generating system with solar cell and wind power including Battery Energy Storage System (BESS), economic BESS capacity is determined according to the dispatched power and battery operating condition, so that the economic BESS installation is guaranteed in stand alone and grid connected operation. Finally, the optimal operating system, which provides good power quality and long life time of battery with maximum income, can be implemented for the combined generating system.

This study provides an optimal BESS operation such as determination of optimal BESS capacity, maximizing BESS life time, and economic BESS operation. The effectiveness of the proposed methods are verified through case studies using a 3-MW WT with real wind speed data measured on Jeju Island.

Result
This study carries out how to determine the economic BESS capacity and how to control BESS power, and the effective power control methods are proposed when the BESS is operated with solar cell and wind power generators. The research results are summarized as follows:
· Implementation of test bed for the wind power and BESS hybrid system
· Wind power control algorithm to have an optimal BESS capacity considering economic feasibility
· BESS control algorith with optimal capacity
· Effective operation with wind power generator and BESS hybrid system
· Economic comparison with wind power and hybrid operation
· Analysis of the operating characteristics for the hybrid power system
· Improvement of power quailty with UPQC under BESS hybrid power system
· Verification of the proposed methods through case studies

Expected Contribution
This study can provide the guideline how to install BESS in case of distributed generating system which includes the wind power or solar power generators. The research results can be applied to improve power quality or power system stability such as following cases:
· Improvement of energy efficiency and economic operation through the enhanced power quality
· Improvement of power quality of microgrid
· Stable operation of smart grid
· Revitalization of battery
· Power control using BESS and its application

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 18 5. 연구결과의 활용계획 ... 19 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 19 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 19 8. 참고문헌 ... 20 9. 연구성과 ... 22 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 30 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 31 12. 기타사항 ... 32별첨 ... 33끝페이지 ... 49