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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노대석
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 한국기술교육대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2018
CVCF 인버터 기반 Micro-grid의 과도상태 운용방안에 관한 연구
이후동
,
최성식
,
마리토
외 2명
대한전기학회 학술대회 논문집
2018.11
학술대회자료
CVCF 인버터 기반의 Micro-grid에 있어서 과도상태 운용알고리즘에 관한 연구
이후동
,
최성식
,
남양현
외 2명
한국산학기술학회 논문지
2018.09
학술저널
CVCF 인버터를 이용한 30kW급 마이크로그리드의 과도상태 운용알고리즘에 관한 연구
이후동
,
최성식
,
강민관
외 3명
대한전기학회 학술대회 논문집
2018.07
학술대회자료
CVCF 인버터 기반의 30kW급 마이크로그리드의 과도상태 운용알고리즘에 관한 연구
이후동
전기전자통신공학과
2018.01
학위논문
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육지의 계통으로부터 고립된 도서지역의 전력공급은 신뢰성 및 경
제성 등의 이유로 디젤발전기를 중심으로 하는 마이크로그리드로 해
결해 왔다. 기본적으로 도서지역용 마이크로그리드는 디젤발전기와 각
종 부하들로 구성되는데, 최근에는 태양광전원, 풍력, 소형수력발전소,
ESS(Energy Storage System)와 같은 신재생에너지전원들이 도서지역
에 설치 및 보급되고 있다. 이러한 구성의 마이크로그리드에서는 ESS가
예측 불가능한 신재생에너지전원의 출력을 제어하며, 또한 도서지역 내에
서 발전된 전체 전력이 남거나 모자란 경우에 전력수급을 조절하는 필수
적인 요소이다. 그러나, 큰 용량의 ESS를 도서지역용 마이크로그리드에
도입하면, 초기 투자비가 높아지는 경제적인 문제가 있으므로, 주로 발전
자원이 부족한 경우에 디젤발전기를 사용하여 수용가들에게 전력을 공급
하고, 반대의 경우에는 열로 에너지를 방출하는 더미부하(Dummy Load)
를 사용하여 전력수급을 조절한다.
최근에는 국·내외적으로 CO2배출의 저감을 위한 기술적인 방안 중
하나로 도서지역의 마이크로그리드에 기 설치된 디젤발전기의 가동률
을 줄이고 신재생에너지전원의 비중을 높여 운용하고 있는 실정이다.
특히, 기존의 디젤발전기 대신 정전압, 정주파수(constant voltage
constant frequency, CVCF) 기능을 가진 CVCF 인버터 및 CVCF 인
버터용 배터리를 도입하여 마이크로그리드를 안정적으로 운용하는 연
구들이 활발히 진행되고 있다.
CVCF 인버터를 기반으로 하는 도서지역용 마이크로그리드에서는
CVCF 인버터용 배터리의 SOC(State of Charge) 상태에 따라, 계통
의 부하소비 보다 신재생에너지전원의 출력이 큰 경우에 CVCF 인버
터 내에서 발생하는 에너지 Sinking에 의하여, 배터리측 전압이 급격
히 상승하여, 인버터의 과전압 보호동작에 의해 CVCF 인버터가 급격
하게 탈락되어 계통에 정전이 발생하는 문제점이 일어날 수 있다.
따라서, 본 논문에서는 CVCF 인버터를 기반으로 한 도서지역용 마
이크로그리드의 안정적인 운용을 위하여, 에너지 Sinking 시에 발생
가능한 CVCF 인버터의 탈락을 사전에 방지하는 과도상태 운용알고
리즘을 제안한다. 한편, 30kW급 마이크로그리드 시험장치와 PSCAD/
EMTDC의 모델링을 이용하여, 제안한 알고리즘을 적용하여 마이크로
그리드의 과도상태 운용특성을 분석한 결과, 배터리의 전압과 SOC에
따라 CVCF 인버터가 탈락하는 과도상태를 사전에 방지할 수 있어,
본 논문의 유용성을 확인하였다.
제성 등의 이유로 디젤발전기를 중심으로 하는 마이크로그리드로 해
결해 왔다. 기본적으로 도서지역용 마이크로그리드는 디젤발전기와 각
종 부하들로 구성되는데, 최근에는 태양광전원, 풍력, 소형수력발전소,
ESS(Energy Storage System)와 같은 신재생에너지전원들이 도서지역
에 설치 및 보급되고 있다. 이러한 구성의 마이크로그리드에서는 ESS가
예측 불가능한 신재생에너지전원의 출력을 제어하며, 또한 도서지역 내에
서 발전된 전체 전력이 남거나 모자란 경우에 전력수급을 조절하는 필수
적인 요소이다. 그러나, 큰 용량의 ESS를 도서지역용 마이크로그리드에
도입하면, 초기 투자비가 높아지는 경제적인 문제가 있으므로, 주로 발전
자원이 부족한 경우에 디젤발전기를 사용하여 수용가들에게 전력을 공급
하고, 반대의 경우에는 열로 에너지를 방출하는 더미부하(Dummy Load)
를 사용하여 전력수급을 조절한다.
최근에는 국·내외적으로 CO2배출의 저감을 위한 기술적인 방안 중
하나로 도서지역의 마이크로그리드에 기 설치된 디젤발전기의 가동률
을 줄이고 신재생에너지전원의 비중을 높여 운용하고 있는 실정이다.
특히, 기존의 디젤발전기 대신 정전압, 정주파수(constant voltage
constant frequency, CVCF) 기능을 가진 CVCF 인버터 및 CVCF 인
버터용 배터리를 도입하여 마이크로그리드를 안정적으로 운용하는 연
구들이 활발히 진행되고 있다.
CVCF 인버터를 기반으로 하는 도서지역용 마이크로그리드에서는
CVCF 인버터용 배터리의 SOC(State of Charge) 상태에 따라, 계통
의 부하소비 보다 신재생에너지전원의 출력이 큰 경우에 CVCF 인버
터 내에서 발생하는 에너지 Sinking에 의하여, 배터리측 전압이 급격
히 상승하여, 인버터의 과전압 보호동작에 의해 CVCF 인버터가 급격
하게 탈락되어 계통에 정전이 발생하는 문제점이 일어날 수 있다.
따라서, 본 논문에서는 CVCF 인버터를 기반으로 한 도서지역용 마
이크로그리드의 안정적인 운용을 위하여, 에너지 Sinking 시에 발생
가능한 CVCF 인버터의 탈락을 사전에 방지하는 과도상태 운용알고
리즘을 제안한다. 한편, 30kW급 마이크로그리드 시험장치와 PSCAD/
EMTDC의 모델링을 이용하여, 제안한 알고리즘을 적용하여 마이크로
그리드의 과도상태 운용특성을 분석한 결과, 배터리의 전압과 SOC에
따라 CVCF 인버터가 탈락하는 과도상태를 사전에 방지할 수 있어,
본 논문의 유용성을 확인하였다.
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