초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 신재생에너지 도입으로 전력계통의 Inertia constant가 줄어드는 환경에서 신재생에너지가 전력망에 미치는 영향을 분석하고 ESS로 전력계통 안정도를 향상시키는 연구를 진행하였다. 특히 ESS가 FR 동작을 하며 SOC를 관리하는 방안을 고안하였으며, 동시에 발전기와 ESS로 계통 주파수 협조제어 방법론을 연구하였다. 신재생에너지의 전력계통 주파수 영향성을 Frequency Domain에서 해석이 가능하게 하기 위하여 선형제어를 기반으로 이론적으로 정리하여 ESS 운전을 전달함수 형태로 만들어서 새

□ 연구개요
본 연구는 신재생에너지 도입으로 전력계통의 Inertia constant가 줄어드는 환경에서 신재생에너지가 전력망에 미치는 영향을 분석하고 ESS로 전력계통 안정도를 향상시키는 연구를 진행하였다. 특히 ESS가 FR 동작을 하며 SOC를 관리하는 방안을 고안하였으며, 동시에 발전기와 ESS로 계통 주파수 협조제어 방법론을 연구하였다. 신재생에너지의 전력계통 주파수 영향성을 Frequency Domain에서 해석이 가능하게 하기 위하여 선형제어를 기반으로 이론적으로 정리하여 ESS 운전을 전달함수 형태로 만들어서 새로운 제어 방법론을 개발하였고 이 방법론을 다양하게 응용 개발하였다.
또한, 신재생에너지의 전력 계통 주파수 영향성도 전달함수로 포함되었기 때문에 계통의 Inertia Constant가 변화함에 따라 신재생에너지의 영향성을 Eigenvalue를 해석하여 관찰하는 연구를 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 신재생에너지의 도입으로 전력 계통의 관성상수가 줄어들 때에 발생하는 여러 가지 연구를 하였다. 본 연구에서는 ESS가 FR 동작을 하며 SOC를 관리할 수 있도록 하는 방법에 충전이 가능하도록 하였다. 해당 연구 결과로 아래의 논문을 발표하였다.
Jae Woong Shim, Gregor Verbic, Kyeon Hur, Multi-functional EV Charging Methodology Maximizing Capability for Coordinated Grid Frequency Control, ICPES 2019, Perth, Australia, Dec. 2019
또한 제안서에 기재된 방법을 기반으로 신재생에너지의 변동성이 줄어들면 전력 계통이 보다 더 안정화가 된다는 것에 착안하여 신재생에너지의 전력을 평활화 할 수 있는 연구를 수행하였고 아래와 같은 논문을 개제하였다.
Van Thang Nguyen, Jae Woong Shim, Virtual Capacity of Hybrid Energy Storage Systems using Adaptive State of Charge Range Control for Smoothing Renewable Intermittency, IEEE Access, vol. 8, pp. 126951-126964, Jul. 2020
마지막으로 전력 계통의 안정성을 Eigenvalue로 관찰하는 논문을 아래와 같이 개제하였다.
Jae Woong Shim, Gregor Verbic, Kyeon Hur, Stochastic Eigen-analysis of Electric Power System with High Renewable Penetration: Impact of Changing Inertia on Oscillatory Modes, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 35, no. 6, pp. 4655-4665, Nov. 2020,
그 외에도 제안서에 제안한 방법을 기반으로하여 계통의 관성에너지를 추가할 수 있는 방법으로 특허를 출원 및 등록 하였다.
에너지 저장장치의 관성제어 방법, 심재웅, 김희진, 대한민국, 특허등록 10-2264862, 20190723

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구를 기반으로하여 SOC를 고려하여 ESS를 동작할 수 있는 방법을 전달함수 형태로 표현이 가능하며 Bode plot형태로 분석을 할 수 있는 여러 가지 방법들을 다양하게 개발하였다. 해당 방법이 개발되면 전력회사들에서는 ESS의 역할을 보다 쉽게 직관적으로 해석을 할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1. 연구개발의 목적 ... 4
• 2. 필요성 및 범위 ... 4
• 3. 최종목표 및 연구범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1. 연구수행내용: 제주 계통내의 ESS 및 EV의 SOC 관리 방법론 개발 ... 5
• 2. 연구수행내용: 신재생에너지의 간헐성을 완화하기 위한 하이브리드 ESS의 SOC 적응제어 ... 7
• 3. 연구수행내용: 신재생에너지 연계를 통한 안정도 분석 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 10
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 10
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 20
• 끝페이지 ... 32