초록 ▼

□ 연구개요
방사상으로 운전되는 배전계통 내 기기 고장은 고장 구간 하단에 연결된 모든 부하에 대한 정전을 야기하며, 건전 부하에 대한 전력 공급 재개를 위해 적절한 상시 개방 개폐기 조작을 통해 인근 건전 피더로 해당 부하들을 절체하는 정전복구를 수행한다. 기존의 정전복구 방식은 신재생에너지 기반 분산전원의 단독운전을 허용하지않기 때문에 고장 시 분산전원의 전력 공급 능력을 활용하지 않지만 신재생에너지의 의도적인 단독운전을 활용한다면 더 많은 부하에 대한 복구가 가능하며, 이는 배전 계통의 self-healing 능력 및 신

□ 연구개요
방사상으로 운전되는 배전계통 내 기기 고장은 고장 구간 하단에 연결된 모든 부하에 대한 정전을 야기하며, 건전 부하에 대한 전력 공급 재개를 위해 적절한 상시 개방 개폐기 조작을 통해 인근 건전 피더로 해당 부하들을 절체하는 정전복구를 수행한다. 기존의 정전복구 방식은 신재생에너지 기반 분산전원의 단독운전을 허용하지않기 때문에 고장 시 분산전원의 전력 공급 능력을 활용하지 않지만 신재생에너지의 의도적인 단독운전을 활용한다면 더 많은 부하에 대한 복구가 가능하며, 이는 배전 계통의 self-healing 능력 및 신뢰도 향상에 크게 도움이 될 수 있다. 본 연구에서는 인공지능 기반 시계열 데이터 예측 모델을 활용하여 신재생에너지 발전량 예측 데이터를 생성하고 이를 통해 정전복구 시 활용 가능한 분산전원 공급 용량을 고려하여 정전복구 방안을 수립하는 기법을 개발하였으며, 유전 알고리즘 기반 정전복구 후보 도출 및 조류해석 결과 기반 정전복구 후보 평가가 가능한 연동 시뮬레이션 프레임 워크를 제안하였다. 개발된 정전복구 기법의 성능 평가를 위해 IEEE 69-모선 테스트 계통 대상 사례 연구를 수행하였으며, 개발 기법은 부하 우선순위 기반 정전복구량 및 개폐기 조작 횟수 등 다중 목적함수를 고려한 최적의 정전복구 방안을 도출함을 증명하였다. 개발된 정전복구 기법의 실현 가능성 및 실계통 활용도 제고를 위해 개발된 정전복구 기법의 배전운영시스템 통합 운영을 위한 상호운용성 표준 기반 운영 시스템 아키텍처를 제안하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 연구목표 : 신재생에너지 연계 배전계통 해석 플랫폼 개발
- OpenDSS를 이용한 IEEE Test System 모델링 및 검증
- 배전계통 설비 구현 및 OpenDSS - MATLAB과의 연계 시뮬레이션 환경 구축
- 연동 시뮬레이션 기반 플랫폼을 이용한 능동 배전계통 정전복구 고려사항 도출
2차년도 연구목표 : 신재생에너지 불확실성 극복을 위한 발전량 예측 모델 개발
- 태양광 및 풍력 발전 운영 데이터 생성 및 관리 모듈 개발
- 인공지능 기반 신재생에너지 단기 발전량 예측 모델 개발
- 발전량 예측 모델과 MATLAB 기반 계통 해석 플랫폼 간 연계 기술 개발
3차년도 연구목표 : 발전량 예측 모델 기반 정전복구 방식 및 운영기법 개발
- 발전량 예측 모델 및 의도적 단독운전 개념의 정전복구 문제 반영 방안 도출
- 신재생에너지 기반 분산전원의 의도적 단독운전을 고려한 정전복구 기법 개발
- 정전복구 기법의 상호운용성 표준 기반 배전운영시스템 통합 아키텍처 개발

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1) 기존의 배전계통 해석을 위한 상용 프로그램(PSS/E, PSCAD, EMTP 등)에서 지원하지 않는 능동 배전계통 요소(신재생에너지, OLTC, FRTU 등) 구현 방법 및 해석엔진과의 연계 기술을 포함한 전반적인 해석 플랫폼은 관련 연구 수행 및 사령원 교육을 위한 기반 기술로 활용될 수 있다.
2) 주로 운영자의 지식 및 경험에 의존하여 시행되는 정전복구의 자동화를 통해 앞으로 다가올 새로운 능동 배전계통과 같은 복잡한 상황에서 운영자 및 사령원에게 효율적인 솔루션 제공이 가능함에 따라 정전 최소화를 통한 배전계통 신뢰도 향상에 기여할 것으로 예상된다.
3) 개발된 정전복구 방식은 능동적 환경의 배전계통 운영을 위한 전력회사의 새로운 배전운영시스템 구축 시 요소 기술로 활용될 수 있으며, 본 연구에서 제시된 배전운영시스템과의 연계 방안을 통해 신규 시스템 구축에 기초 자료로 활용 가능하다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구개발 목적 및 필요성 ... 4
• 1.2 연구가설 ... 4
• 1.3 최종목표 ... 5
• 1.4 연구내용 및 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 7
• 3.1 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 7
• 3.2 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3.3 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 5.1 활용분야 및 방안 ... 13
• 5.2 추가연구 필요성 및 타 연구 응용 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 25