개인구독
소속 기관이 없으신 경우, 개인 정기구독을 하시면 저렴하게
논문을 무제한 열람 이용할 수 있어요.
지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 임성훈
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 숭실대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수17
이 논문의 연구 히스토리 (5)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
직류 송전은 과거 전류형 컨버터(이하 CSC; Current Sourced Converter)에 의해 설치, 운영되어 왔지만 최근에는 직류 그리드 형성을 위해 전압형 컨버터(이하 VSC; Voltage Sourced Converter)가 주목을 받고 있다. 그 이유는, VSC는 전력조류에 따라 DC링크의 전류 크기가 변하고 전압은 일정한 특성을 가지고 있어 ‘Voltage Sourced’라는 이름을 갖고 있는데, 그리드를 구축하기에 AC계통에서와 마찬가지로 모선 개념을 적용을 할 수 있기 때문이다. 또한 계통사고시의 전압조정 및 주파수조정을 위한 유효전력, 무효전력 조절과 같은 기여 동작을 할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 주목을 받고 있다.
한편 AC 배전계통 측에서 단락 고장이 발생할 경우 Grid에 저전압이 발생한다. 이때 FRT규정에 의해 분산전원을 연결해주는 VSC-MVDC는 저전압 회복을 위해 무효전력을 공급해주어야 한다. 무효전력을 공급해주어야 하는 양은 Grid전압에 비례하며 이 규정을 LVRT규정이라 한다. 또한 LVRT규정에 따라 무효전력을 공급하는 동작을 VSC의 LVRT동작이라 한다. 이때 저전압이 지속되거나 과하게 전압이 감소하게 되면 Grid와 VSC사이의 개폐기가 동작하여 분산전원을 계통으로부터 분리한다. 이는 고장으로 인한 추가적인 경제적 손실이며 이로 인해 전 계통 주파수 변동 및 분산전원측 독립계통의 추가 손실로 이어질 수 있다. 따라서 저전압으로 인해 분산전원이 배전계통으로부터 분리되는 것은 막아야 한다.
LVRT동작에 따라 무효전력을 Grid에 공급하게 되면 VSC의 용량에 의해 유효전력 송전양이 줄게 되는데 이로 인해 DC-Link에서는 입출력 전력 불균형이 야기되고 전압이 상승 혹은 강하하게 된다. DC-Link의 전압 변동은 DC보호 설비의 오작동으로 이어질 수 있으며 VSC의 제어 오차를 일으키기도 한다. 따라서 DC-Link의 전압 변동은 억제 되어야만 하는 변수이다.
본 논문에서는 DC링크전압 변동을 억제하기 위해 1차적으로 Grid저전압을 회복시키기 위한 초전도 한류기를 도입하였다. 초전도 한류기는 계통의 고장전류 감소를 위해 사용되곤 하지만 고장으로 인한 저전압 대책으로 사용될 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 고장전류 저감 뿐만 아니라 저전압 발생의 대책으로도 사용하였으며, 이 초전도 한류기와 더불어 본 논문에서 새로이 제안하는 유효전력 트래킹 기법을 이용해 직접적으로 DC링크전압 변동을 억제하였다.
두 가지 방식을 6가지 사례에 따라 적용하였으며 두 가지가 동시에 적용되었을 때 계통에는 어떤 영향을 미치는지 확인하였다. SFCL을 적용한 경우 Grid전압 강하가 크게 억제 되었으나 계전기 동작시간이 지연되었다. 또한 무효전력을 공급하게 됨으로 인해 생긴 DC링크전압 상승은 유효전력 트래킹 알고리즘을 적용하여 효과적으로 억제 할 수 있었다. 이 두 가지 방안을 모두 적용한 경우에는, 한류기 적용으로 인해 DC링크 전압이 조금 더 상승하게 되었으나 Grid쪽의 무효전류 증가로 인한 과전류를 막을 수 있었다. 따라서 두 방안 모두 장단점을 가지고 있음을 확인하였고 분산전원이 연계된 배전계통을 모의하여 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
한편 AC 배전계통 측에서 단락 고장이 발생할 경우 Grid에 저전압이 발생한다. 이때 FRT규정에 의해 분산전원을 연결해주는 VSC-MVDC는 저전압 회복을 위해 무효전력을 공급해주어야 한다. 무효전력을 공급해주어야 하는 양은 Grid전압에 비례하며 이 규정을 LVRT규정이라 한다. 또한 LVRT규정에 따라 무효전력을 공급하는 동작을 VSC의 LVRT동작이라 한다. 이때 저전압이 지속되거나 과하게 전압이 감소하게 되면 Grid와 VSC사이의 개폐기가 동작하여 분산전원을 계통으로부터 분리한다. 이는 고장으로 인한 추가적인 경제적 손실이며 이로 인해 전 계통 주파수 변동 및 분산전원측 독립계통의 추가 손실로 이어질 수 있다. 따라서 저전압으로 인해 분산전원이 배전계통으로부터 분리되는 것은 막아야 한다.
LVRT동작에 따라 무효전력을 Grid에 공급하게 되면 VSC의 용량에 의해 유효전력 송전양이 줄게 되는데 이로 인해 DC-Link에서는 입출력 전력 불균형이 야기되고 전압이 상승 혹은 강하하게 된다. DC-Link의 전압 변동은 DC보호 설비의 오작동으로 이어질 수 있으며 VSC의 제어 오차를 일으키기도 한다. 따라서 DC-Link의 전압 변동은 억제 되어야만 하는 변수이다.
본 논문에서는 DC링크전압 변동을 억제하기 위해 1차적으로 Grid저전압을 회복시키기 위한 초전도 한류기를 도입하였다. 초전도 한류기는 계통의 고장전류 감소를 위해 사용되곤 하지만 고장으로 인한 저전압 대책으로 사용될 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 고장전류 저감 뿐만 아니라 저전압 발생의 대책으로도 사용하였으며, 이 초전도 한류기와 더불어 본 논문에서 새로이 제안하는 유효전력 트래킹 기법을 이용해 직접적으로 DC링크전압 변동을 억제하였다.
두 가지 방식을 6가지 사례에 따라 적용하였으며 두 가지가 동시에 적용되었을 때 계통에는 어떤 영향을 미치는지 확인하였다. SFCL을 적용한 경우 Grid전압 강하가 크게 억제 되었으나 계전기 동작시간이 지연되었다. 또한 무효전력을 공급하게 됨으로 인해 생긴 DC링크전압 상승은 유효전력 트래킹 알고리즘을 적용하여 효과적으로 억제 할 수 있었다. 이 두 가지 방안을 모두 적용한 경우에는, 한류기 적용으로 인해 DC링크 전압이 조금 더 상승하게 되었으나 Grid쪽의 무효전류 증가로 인한 과전류를 막을 수 있었다. 따라서 두 방안 모두 장단점을 가지고 있음을 확인하였고 분산전원이 연계된 배전계통을 모의하여 시뮬레이션을 통해 검증하였다.
목차
목 차국문초록 vi영문초록 xi제 1 장 서론 11.1 연구배경 11.2 선행문헌 검토 및 본 논문의 제안 5제 2 장 배전계통 및 VSC-MVDC 모델링 82.1 배전계통 모델링 92.2 VSC-MVDC의 세부 모델링 112.2.1 d-q축 좌표 변환 기법(d-q frame transformation method) 122.2.2 VSC(Voltage Sourced Converter) 모델링 152.2.3 유효전력 및 무효전력 제어 202.2.4 DC전압 제어 21제 3 장 Grid전압강하 및 DC-Link전압상승 억제 방안 253.1 초전도 한류기 적용에 의한 Grid전압강하 억제 방안 253.1.1 초전도체와 초전도 한류기의 특징 253.1.2 트리거형 초전도 한류기의 모델링 273.2 유효전력 트래킹 알고리즘을 통한 DC-Link전압상승 억제방안 32제 4 장 시뮬레이션 결과 분석 374.1 시뮬레이션 설정 384.1.1 시뮬레이션 시나리오 384.1.2 시뮬레이션 파라미터 394.2 초전도 한류기 적용 및 LVRT규정에 따른 시뮬레이션 404.3 유효전력 트래킹 알고리즘 적용 유무에 따른 시뮬레이션 474.4 시뮬레이션 고찰 52제 5 장 결론 55참고문헌 57
최근 본 자료
댓글(0)
0