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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 노대석
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 한국기술교육대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
이 논문의 연구 히스토리 (3)
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최근, 정부에서는 기후변화와 미세먼지 등에 의한 환경문제로 인하여
석탄 발전원의 비중을 줄이고, 신재생에너지 3020정책에 의하여 태양광전
원 및 풍력발전 중심의 신재생에너지전원의 보급을 확대하고 있다. 또한,
기존의 태양광전원의 수용한계를 없애고 1MW이하의 태양광전원을 무제
한으로 접속을 허용하여, 대용량 태양광전원이 배전계통에 연계되고 있는
실정이다. 하지만, 대용량의 신재생에너지 전원이 배전계통에 도입되어 운
용될 경우, 신재생에너지 전원의 급격한 출력 변동성으로 인해 배전계통
운용의 불확실성이 증가하게 된다. 특히, 낮 시간대에 신재생에너지 전원
의 출력이 부하소비량보다 많을 경우, 배전계통의 역조류 현상이 발생하
여, 신재생에너지 전원 연계지점의 수용가 전압이 규정전압범위(220±13V)
를 벗어나게 될 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 전력회사는 배전자동화를 이용하여 신
재생에너지 전원이 연계된 선로 구성을 변경하거나, 신재생에너지 전원의
접속 설비 및 선로 용량을 증강시키는 대책을 강구하고 있다. 또한, 선진
외국에서는 선로전압조정장치(Step Voltage Regulator: SVR)를 설치하여
분산전원의 수용성을 향상하고 있지만, 우리나라에서는 선로전압조정장치
를 장거리(전압강하 5%초과) 고압배전선로에 설치하여 주상변압기의 전
압조정 범위를 보안하기 위해 사용되고 있는 실정이다. 즉, 대용량의 신재
생에너지 전원이 배전계통에 연계된 경우, 기존의 전압조정방식으로 수용가의
전압을 적정 규정범위로 유지하는데 어려움이 있으므로 신재생에너
지 전원의 수용성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 논문에서는 대용량의 태양광전원이 배전계통에 연계될 경우,
태양광전원의 수용성을 향상시키기 위하여, 배전선로 절체방식에 의한 태
양광전원의 배전계통 수용성 향상을 위한 평가알고리즘을 제시한다. 구체
적으로, 배전선로 절체 구간 및 태양광전원 연계 용량 등의 다양한 운용
시나리오에 기반하여, 변압기 2차측 직하 수용가 전압을 규정전압범위 이
내로 유지하는 최대 태양광전원 용량을 산정하기 위하여 최적의 선로절
체 구간을 결정한다. 또한, 배전계통 상용해석 프로그램인
PSCAD/EMTDC를 이용하여, 배전용 변전소, 태양광전원, 수용가부하, 3
분할된 자기선로와 타 선로로 구성된 배전계통의 모델링을 제시한다. 상
기의 모델링을 바탕으로 태양광전원을 최대한 수용할 수 있는 선로절체
평가알고리즘을 제시한다.
석탄 발전원의 비중을 줄이고, 신재생에너지 3020정책에 의하여 태양광전
원 및 풍력발전 중심의 신재생에너지전원의 보급을 확대하고 있다. 또한,
기존의 태양광전원의 수용한계를 없애고 1MW이하의 태양광전원을 무제
한으로 접속을 허용하여, 대용량 태양광전원이 배전계통에 연계되고 있는
실정이다. 하지만, 대용량의 신재생에너지 전원이 배전계통에 도입되어 운
용될 경우, 신재생에너지 전원의 급격한 출력 변동성으로 인해 배전계통
운용의 불확실성이 증가하게 된다. 특히, 낮 시간대에 신재생에너지 전원
의 출력이 부하소비량보다 많을 경우, 배전계통의 역조류 현상이 발생하
여, 신재생에너지 전원 연계지점의 수용가 전압이 규정전압범위(220±13V)
를 벗어나게 될 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 전력회사는 배전자동화를 이용하여 신
재생에너지 전원이 연계된 선로 구성을 변경하거나, 신재생에너지 전원의
접속 설비 및 선로 용량을 증강시키는 대책을 강구하고 있다. 또한, 선진
외국에서는 선로전압조정장치(Step Voltage Regulator: SVR)를 설치하여
분산전원의 수용성을 향상하고 있지만, 우리나라에서는 선로전압조정장치
를 장거리(전압강하 5%초과) 고압배전선로에 설치하여 주상변압기의 전
압조정 범위를 보안하기 위해 사용되고 있는 실정이다. 즉, 대용량의 신재
생에너지 전원이 배전계통에 연계된 경우, 기존의 전압조정방식으로 수용가의
전압을 적정 규정범위로 유지하는데 어려움이 있으므로 신재생에너
지 전원의 수용성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 논문에서는 대용량의 태양광전원이 배전계통에 연계될 경우,
태양광전원의 수용성을 향상시키기 위하여, 배전선로 절체방식에 의한 태
양광전원의 배전계통 수용성 향상을 위한 평가알고리즘을 제시한다. 구체
적으로, 배전선로 절체 구간 및 태양광전원 연계 용량 등의 다양한 운용
시나리오에 기반하여, 변압기 2차측 직하 수용가 전압을 규정전압범위 이
내로 유지하는 최대 태양광전원 용량을 산정하기 위하여 최적의 선로절
체 구간을 결정한다. 또한, 배전계통 상용해석 프로그램인
PSCAD/EMTDC를 이용하여, 배전용 변전소, 태양광전원, 수용가부하, 3
분할된 자기선로와 타 선로로 구성된 배전계통의 모델링을 제시한다. 상
기의 모델링을 바탕으로 태양광전원을 최대한 수용할 수 있는 선로절체
평가알고리즘을 제시한다.
목차
제1장 서 론 1제1절 연구의 배경 및 필요성 1제2절 본 논문의 구성 3제2장 태양광전원이 연계된 배전계통의 운용특성 5제3장 선로 절체에 의한 태양광전원의 배전계통 수용성 평가 알고리즘 6제1절 태양광전원 용량산정 알고리즘 6제2절 태양광전원의 배전계통 수용성 평가 알고리즘 8제4장 PSCAD/EMTDC를 이용한 선로 절체 및 배전계통의 모델링 11제1절 배전용변전소 모델링 11제2절 대용량 태양광전원의 모델링 12제3절 수용가부하 모델링 14제4절 배전선로 절체 모델링 15제5절 전체 배전계통 모델링 16제5장 시뮬레이션 결과 및 특성분석 18제1절 시뮬레이션 조건 18제2절 시나리오별 수용가 전압 특성분석 201. 절체를 하지 않는 경우의 수용가 전압 특성(Case I) 202. 선로 절체 시 수용가 전압 특성분석 21가. Case II의 수용가 전압 특성분석 21나. Case III의 수용가 전압 특성분석 23다. Case V의 수용가 전압 특성분석 25라. Case VI의 수용가 전압 특성분석 27마. Case VII의 수용가 전압 특성분석 29제3절 종합분석 31제6장 결 론 33참 고 문 헌 35본 논문과 관련된 투고논문 및 학술논문 39ABSTRACT 41
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