초록 ▼

연구개요
국내 전력계통에 진도와 해남에서 제주로 HVDC로 송전이 되고 있고 북당진과 평택구간에 ±500kV, 3GW의 HVDC 시스템을 2020년에 완공할 예정이어서 HVDC 송전에 의한 국내 전력계통의 진동을 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 HVDC 시스템과 발전기-터빈 축의 비틀림 모드의 공조에 의하여 발생되는 차동기(subsynchronous) 진동 모드를 PMU(phasor measurement unit) 데이터로 식별할 수 있는 2 개의 기법들을 제안하고 그 유용성을 모의실험으로 검증하였다. 남해안 발전소와

연구개요
국내 전력계통에 진도와 해남에서 제주로 HVDC로 송전이 되고 있고 북당진과 평택구간에 ±500kV, 3GW의 HVDC 시스템을 2020년에 완공할 예정이어서 HVDC 송전에 의한 국내 전력계통의 진동을 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 HVDC 시스템과 발전기-터빈 축의 비틀림 모드의 공조에 의하여 발생되는 차동기(subsynchronous) 진동 모드를 PMU(phasor measurement unit) 데이터로 식별할 수 있는 2 개의 기법들을 제안하고 그 유용성을 모의실험으로 검증하였다. 남해안 발전소와 서해안 발전소의 택내와 제주도에 120 Hz 샘플링 속도의 PMU 데이터를 수집하여서 제안된 기법들로 국내 전력계통의 차동기 진동모드를 식별하였다.

연구 목표대비 연구결과
연구 1차 년도의 연구 목표 및 결과 (연구목표를 달성함)
-목표: 모의실험에 의한 기존 진동모드 식별기법의 성능분석과 감쇠 dc 제거 연구
-결과: PMU 데이터에서 차동기 비틀림 모드를 수식적으로 모델링하고 Matlab프로그램으로 차동기진동의 모의 데이터 생성하여 기존의 Prony 기법과 DFT 기법을 모의실험으로 분석하여 각기 잡음에 취약하고 불안정한 진동모드의 추정이 어렵다는 분석결과를 산출하였고 0.5 Hz 컷 오프 주파수의 2차 대역통과 Butterworth 필터를 사용하여 감쇠 dc 성분을 제거하는 방법을 도출하였다.
연구 2차 년도의 연구 목표 및 결과 (연구목표를 달성함)
-목표: 차동기 모드의 2개의 식별기법들 제안과 국내 전력계통의 PMU데이터 획득
-결과: 기존의 Prony 기법의 잡음 취약성을 극복할 수 있도록 대역통과 필터를 사용한 Prony 기법을 제안하고 모의실험을 통하여 기존의 Prony 기법보다 계산량도 작으면서 잡음에 더 견실함을 입증하였다. 기존의 DFT 기반 기법을 개선할 수 있도록 지수 윈도우 함수를 사용한 DFT 기반의 식별기법을 제안하고 기존의 Prony 기법 및 DFT 기법과 비교하는 모의실험을 통하여 식별성능을 검정하였다.
연구 3차 년도의 연구 목표 및 결과 (연구목표를 달성함)
-목표: 국내 전력계통의 PMU 주파수 데이터에서 차동기 진동모드의 식별
-결과: 연구 2차 년도부터 배전용 PMU를 경기, 서해안 및 남해안 등의 국내 발전소의 옥내에 설치하여 PMU 주파수 데이터를 수집하였다. 삼천포 발전소의 주파수 데이터에서 차동기 진동 데이터를 색출하여 제안된 기법들로 차동기진동 모드들을 식별하였다. 국내의 전력계통 데이터에서는 아직까지 차동기 진동현상이 발생되지 않음을 파악하였고 향후, 북당진-평택간의 HVDC 송전이 2020년부터 시작되면 차동기진동을 분석할 예정이다.

연구개발결과의 중요성
본 연구의 차동기 모드의 식별기법은 발전기-터빈 축 진동의 실시간 감시기 설계에 활용될 수 있고 식별된 발전기-터빈 축 비틀림 모드는 발전기의 PSS 제어기 설계에 적용될 수 있다. 한국 전력계통에 차동기 진동의 분석 결과는 계통안정도 분석 및 전력계통의 성능향상에 기초 자료로 사용될 수 있다. 본 연구에서 제안된 기법들은 광역 모드와 지역 모드의 식별에 사용될 수 있다. 이 과제의 수행을 통하여, 고속샘플링의 PMU에 의한 전력계통의 계측과 제어 기술력을 제고할 수 있으며 전력계통의 안정도 분석 및 PMU 활용의 전문인력을 양성할 수 있었다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1연구결과 요약문 ... 2목차 ... 31. 연구개발과제의 개요 ... 42. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4 2.1 계통주파수 데이터에서 차동기 비틀림 모드의 모델링 ... 5 2.2 대역통과 필터를 사용한 Proy 해석 기반의 식별기법 제안 ... 5 2.3 지수 윈도우 함수를 사용한 DFT 기반의 식별기법 제안 ... 7 2.4 모의실험에 의한 제안된 기법들의 검증 ... 9 2.5 계통주파수의 PMU 데이터에 의한 국내 차동기 비틀림 모드의 식별 ... 103. 연구개발결과의 중요성 ... 124. 참고문헌 ... 125. 연구성과 ... 15끝페이지 ... 15