고립운전이 발생하면 고립운전 자체로 안전성 문제가 발생 할 뿐만 아니라, 기존의 계통과 재결합에 있어 계통과의 위상차 및 전압차로 인한 기기손상 및 안전의 문제가 야기되므로, 고립운전을 감지할 수 있는 기술이 필요하다. 이번 논문에서는 인버터를 기반으로 하는 분산전원의 고조파 성분을 이용하여 기존의 고립운전 감지기술로는 찾아내지 못하는 고립운전 상태를 감지하는 방법을 기술한다. 또한 외적작용이 없는 방법(passive method)을 사용함으로써, 능동적 고립운전 감지기법(active method)으로 인한 시스템의 안정성 저하문제를 근본적으로 해결한다.
본 논문에서는 계통연계형 태양광발전시스템의 고립운전방지를 위한 새로운 고리운전 검출기법을 연구한다. 이를 위하여 계통연계형 태양광발전시스템 및 고립운전시의 특성에 대하여 기술하였다. 또한 고립운전의 검출특성을 향상시키기 위한 새로운 검출기법을 제시하고 해석하였으며 검출시험을 위한 부하조건 선정을 위한 부하임피던스 곡선을 해석적으로 유포하였다 ACSL 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제시한 고립운전 검출기법 및 해석결과를 검증하였다.
계통 연계형 태양광 발전 시스템이 정전 혹은 사고 등으로 계통으로부터 분리되었을 때 태양광 발전 시스템이 배전선 부하를 떠맡아 운전을 계속하는 현상을 고립운전이라 하는데 이런 상태가 지속되면 선로 유지보수자의 안전사고를 야기할 수 있으며 전기설비에 나쁜 영향을 줄 수도 있다. 수동 검출법은 연계점(PCC:Point of Common Coupling)의 전압이나 주파수를 측정하여 한계치를 벗어나면 고립운전으로 판단하는데 RLC 부하의 유효전력과 무효전력이 각각 PV 시스템의 유효전력, 무효전력과 서로 비슷하면 검출할 수 없다. 이 경우 고립운전을 검출하기 위한 다양한 능동 검출법이 제안되었으며 가장 효과적인 방법은 미국 샌디아 연구실(Sandia National Lab)에서 제안한 SFS법(Sandia Frequency Shift method)이다. 본 논문에서는 자동 위상 이동을 이용한 새로운 능동 검출기법을 제안하고 Matlab 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 검증하였다.
마이크로그리드는 소규모, 모듈화 된 분산전원이 배전망에 다수 보급되어 충분한 발전량을 가지고 부하에 전력을 공급하게 되며 계통사고나 정전 등에 의해 배전계통에서 분리될 때는 고립운전 혹은 독립운전(islanding operation)이 가능한 분산발전과 부하가 혼재된 하나의 독립적인 전력망으로 정의된다.[1] 본 논문은 마이크로 그리드 시스템의 의도적 독립운전 시 발전량과 부하량의 관계에 따른 계통 영향에 대해 연구하였다.
분산전원의 단독운전 검출에 관한 기존의 연구들은 사고위치에 따른 다양한 상황을 고려하지 않고 조건들만 만족되면 분산전원측을 무조건 분리시켰다. 하지만 분산전원이 연계되어 있지 않은 인근선로사고의 경우에는 인근선로측 보호기기의 동작으로 전원 측으로부터 정상적인 전원이 공급되기 때문에 분산전원을 분리시킬 필요가 없다. 또한 연계선로 사고의 경우일지라도 분산전원이 즉시 분리돼야 하는 경우인지, 단독운전인지, 정상운전의 경우인지 과부하차단에 의한 보호기기 동작의 경우인지를 고려해야 한다. 본 논문에서는 이러한 고려사항들을 계통의 전력상태 변화를 통해 구분하고 단독운전 시 및 분산전원을 분리해야 되는 상황을 찾아서 분산전원을 분리시키는 단독운전 상태 검출 알고리즘을 제안하였다. 고립운전 상태 검출 알고리즘을 검증하기 위하여 PSCAD/EMTDC를 이용하여 사례별로 시뮬레이션을 수행하였다.
두 대 이상의 전원이 부하를 분담하는 경우 전원간의 통신이 없다면 여러 가지의 오차요인으로 인하여 문제가 생길 수 있다. 그래서 기존의 발전기 시스템은 이런 문제를 해결하기 위하여 droop제어를 수행하고 있다. 이와 마찬가지로 분산전원의 용량이 커짐에 따라 2대 이상의 분산전원이 병렬운전하여 고립된 계통에서 부하를 분담해야하는 경우 이들 간 통신이 없다면 문제가 된다. 그러나 발전기와는 달리 분산전원은 저압선로에서 전력을 공급하기 때문에 선로의 임피던스 특성에 따른 유 무효전력의 변동에 대한 분석이 필요하다. 본 논문에서는 분산전원의 병렬운전 시의 오차요인 계산하고 선로에 임피던스에 따른 유 무효전력의 변동을 분석하여 이를 시뮬레이션을 통하여 확인하고 저압선로에서의 분산전원 droop제어 방법에 대해서 연구하였다.
고립된 소규모 전력시스템에 소형 풍력발전기를 계통연계 운전할 때 나타날 수 있는 전압변동을 예측하기 위한 방법에 관해 연구하였다. 이를 위하여 고립된 계통에 연결된 기존발전소 및 부하, 변압기, 풍력발전기의 간략화된 시뮬레이션 모델을 PSCAD/EMTDC를 기반으로 구성하고 실제 설치된 풍력발전기의 운전 특성과 비교하였다. 특히, 연계점의 전압변동을 해석적으로 예측하기 위하여 전원측 등가 임피던스와 부하측 등가 임피던스로 구성된 간략화한 모델을 제안하였으며 제안된 방법으로 계산된 전압변동량이 시뮬레이션 및 실측 데이터와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 이 결과는 소형 풍력발전기 계통연계 시스템 설계 및 사전검토 단계에서 안정성과 신뢰성을 확보 하기위한 도구로 활용될 수 있다.
본 연구는 서두름 행동의 확인생략행동 영역의 특성에 초점을 맞추었다. 우선, 서두름 행동의 다양성을 확인하고, 서두름 행동의 확인생략행동 영역이 운전행동에 어떠한 영향을 미치는지 살펴보았다. 이를 위해 388명을 대상으로 서두름행동질문지, 운전일탈행동조사지(DBQ), 운전경험질문지를 실시하였으며, 결측치가 많은 자료를 제외한 374명의 자료를 분석하였다. 서두름 행동은 시간압력, 불편함, 고립, 지루함, 보상기대라는 5가지 요인으로 이루어져 있었고, 운전일탈행동은 위반, 오류, 착오로 이루어져 있었다. 서두름 행동의 구성성분은 2차 요인분석과 상관계수 차이 검증을 통해 확인생략행동 영역과 성취욕구 영역으로 구분되었다. 서두름 행동의 확인생략행동 영역은 운전일탈행동의 오류와 착오에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 운전일탈행동의 위반에 대해 확인생략행동 영역의 고립 요인은 부적인 영향력을 보였으나 불편함 요인은 정적인 영향력을 가지고 있었다. 그리고 오류와 착오에 대해 확인생략행동 영역의 시간압력 요인은 부적인 영향력을 보이는데 비해, 고립 요인과 불편함 요인은 정적 영향력을 가지는 것으로 나타났다.
This paper studies islanding detection distributed of distributed generation(DG). The study of islanding detection has been disconnected DG when power islanding was detected but fault type wasn't distingish. Nearby feeder fault the fault of feeder that not interconnected DG, is a little affect DG and distribution system. Therefore DG not need to disconnect distribution system. We studied islanding detection algorithm considering fault location.
This paper presents an islanding detection algorithm based on the second harmonic. When the DG(distributed Generator) was connected with utility supply, for maintenance and repair of equipment, an islanding occurred. So islanding detection algorithm must be developed for safety of human. Although the DG generating power is similar to power consumption. the proposed algorithm can detect the islanding condition very successfully.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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