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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 연구는 전기자동차 보급 문제와 더불어 증가하는 전기가격과 환경문제에 대응하기 위해 신재생에너지 발전 등의 분산전원을 포함하는 마이크로그리드 환경의 전기자동차 배터리교환소 모델을 제안한다.
제안한 모델에서는 배터리교환소 내 배터리를 에너지저장장치(ESS)로 활용하여 분산형전원에서 발전한 전력을 저장하고, 상용계통과 연계하여 운영된다. 기존 스마트그리드의 응용분야 중 하나인 Vehicle-to-grid(V2G)의 효율을 극대화하기 위해 배터리교환소 내 유휴 배터리를 이용하도록 하는 Station-to-grid(S2G) 개념을 정의하여 모델에 적용하였다.
본 연구에서는 분산전원의 구성 및 전력계통과의 연계방안에 따라 가능한 4가지의 경우에 대해 문제를 정의하여 이의 최적운영을 위한 수리모델을 제안하였다. 이를 통해 운영비용을 최소화하는 분산전원의 용량 및 발전계획, 배터리의 적정 보유수와 충·방전 스케줄이 제공된다.
다양한 조건의 실험을 통해 제안한 배터리교환소 운영모델의 효과를 확인하였으며, 스마트그리드 시대의 전기자동차 보급 및 확산을 위한 인프라 구축과 운영에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.
제안한 모델에서는 배터리교환소 내 배터리를 에너지저장장치(ESS)로 활용하여 분산형전원에서 발전한 전력을 저장하고, 상용계통과 연계하여 운영된다. 기존 스마트그리드의 응용분야 중 하나인 Vehicle-to-grid(V2G)의 효율을 극대화하기 위해 배터리교환소 내 유휴 배터리를 이용하도록 하는 Station-to-grid(S2G) 개념을 정의하여 모델에 적용하였다.
본 연구에서는 분산전원의 구성 및 전력계통과의 연계방안에 따라 가능한 4가지의 경우에 대해 문제를 정의하여 이의 최적운영을 위한 수리모델을 제안하였다. 이를 통해 운영비용을 최소화하는 분산전원의 용량 및 발전계획, 배터리의 적정 보유수와 충·방전 스케줄이 제공된다.
다양한 조건의 실험을 통해 제안한 배터리교환소 운영모델의 효과를 확인하였으며, 스마트그리드 시대의 전기자동차 보급 및 확산을 위한 인프라 구축과 운영에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.
목차
1. 서 론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구의 내용 및 범위 41.3 논문의 구성 62. 배경이론 및 관련 연구 현황 72.1 스마트그리드 92.2 마이크로그리드와 분산전원 92.2.1 마이크로그리드와 수요반응 92.2.2 분산전원과 에너지저장장치 102.3 전기자동차 112.3.1 전기자동차의 구분 및 특성 112.3.2 전기자동차 시장동향 152.3.3 전기자동차 충전인프라 - 배터리교환소 162.3.4 전기자동차 보급 추진 정책 및 인프라 구축계획 162.3.5 Vehicle-to-grid : V2G 183. 배터리교환소 운영모델 소개 213.1 Station-to-grid : S2G 223.2 배터리교환소 모델개요 233.2.1 모델 구분 233.2.2 전력계통 기반 운영모델 243.2.3 전력계통 및 분산전원을 고려한 운영모델 254. 전력계통 기반 운영모델 264.1 계통 구매 기반 단순연계 모델 264.1.1 PRBO (Power Rates Based Operation) 274.1.2 수리 모델 274.2 S2G 통한 계통연계 모델 304.2.1 S2GBO (Station-to-grid Based Operation) 304.2.2 수리 모델 315. 전력계통 및 분산전원을 고려한 운영모델 345.1 분산전원을 고려한 계통 구매 기반 모델 355.1.1 PRBO:DG (Power Rates Based Operation withDistributed Generation) 355.1.2 수리 모델 375.2 분산전원을 고려한 계통 구매 및 S2G 통한계통연계 모델 415.2.1 S2GBO:DG (Station-to-grid Based Operation withDistributed Generation) 415.2.2 수리 모델 426. 실험 및 결과 466.1 패러미터 추정 및 실험 설정 466.1.1 패러미터 추정 476.1.2 실험 설정 526.2 실험 결과 536.2.1 전기자동차 충전전력요금 기반 실험결과 536.2.2 CPP(Critical Peak Pricing) 요금 기반 실험결과 606.2.3 분산전원의 발전단가 변화에 따른 결과비교 687. 결론 717.1 요약 및 연구의 의의 717.2 한계점 및 추후 연구과제 72참고문헌 73Abstract 80
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