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저자정보
최성문 (한국기술교육대학교) 유현상 (한국기술교육대학교) 한병길 (한국기술교육대학교) 김미영 (호원대학교) 노대석 (한국기술교육대학교)
저널정보
한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제24권 제5호
발행연도
2023.5
수록면
635 - 646 (12page)
DOI
10.5762/KAIS.2023.24.5.635

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최근, 에너지저장장치(ESS, energy storage system)에서 빈번하게 발생하고 있는 화재사고로 인하여, ESS의 안전기준을 고려한 위험요소 평가 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이 중에서 공통모드전압(CMV, common mode voltage)은 ESS 배터리 안전성에 악영향을 줄 가능성이 있다. 따라서, 본 논문에서는 PCS의 IGBT 스위칭에 의한 CMV, 정상상태시 개폐기에 의한 CMV, 사고시 차단기에 의한 CMV, 뇌격에 의한 CMV의 발생 메커니즘을 제시하고, 위험우선순위(RPN, risk priority number) 평가방안을 모델링하여, 다양한 CMV의 발생원인에 의한 ESS의 안전성 평가를 수행한다. 또한, 전력계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 AC 전원부, PCS부, 배터리부, 사고발생 장치부, 뇌격 발생 장치부 등으로 구성된 CMV 안전성 평가 모델링을 제시한다. 이를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, IGBT 스위칭에 의한 CMV 크기는 0.5[kV]로 산정되는데, 본 논문에서 제안한 안전성 평가 방안에 의하여 “low risk” 영역, 3상 단락, 지락 사고시 차단기 개폐 및 뇌격에 의한 CMV는 각각 18[kV], 4[kV], 3.1[kV]로 산정되어 “medium risk” 영역, 정상상태시 개폐기에 의한 CMV는 2.5[kV]로 산정되어 “high risk” 영역으로 평가되므로, 정상상태시 개폐기에 의한 CMV가 ESS의 안전성에 가장 큰 악영향을 끼칠 수 있음을 알 수 있다.
#CMV Mechanism #RPN Method #ESS #Safety Evaluation #TR Connection Types (Yg-Yg, Yg-Δ, Δ-Yg, Δ-Δ)

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. ESS의 CMV 발생 메커니즘
3. CMV를 고려한 ESS의 안전성 평가방안
4. PSCAD/EMTDC를 이용한 ESS의 CMV 모델링
5. 시뮬레이션 결과 및 분석
6. 결론
References

참고문헌 (13)

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H. Lee, Will the use of renewable energy in the enterprise expand : 185 companies worldwide including Google GM Apple_Government, October Green Support for joining RE100, including the introduction of a new system, Journal of Electrical World Monthly Maga google schola S. Y. Lim, S. Y Park, S. H. Yoo, “The Economic Effects of the New and Renewable Energies Sector”.Journal of Energy Engineering ,vol. 23, no. 4, pp. 31-40, 2014. DOI: https://doi.org/10.5855/ENERGY.2014.23.4.031 google schola S. J. Park, S. M. Park, J. H. Lee, ESS utilization and related PCS technology, The Korean Institute of Electrical Engineers, pp. 12-18, 2017.1. google schola G.M. Park, J.H. Kim, J.Y, Park, S.B, Bang, “A Study on the Fire Risk of ESS through Fire Status and Field Investigation”, Fire Science and engineering vol.32 no.6, pp. 91-99, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.7731/KIFSE.2018.32.6.091 google schola H.Kim, S.H. Kim, H.J, Song, “A Study of the DC Ground Fault of a Lithium-ion Battery Affecting an ESS Fire”, The transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers vol.68, no.11, pp. 1470-1476, 2019. DOI: https://doi.org/10.5370/KIEE.2019.68.11. google schola

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