이번호에서는 태양광발전시스템에서 가장 중요한 파워컨디셔너에 대해서 집중적으로 설명하기로 한다. 파워컨디셔너는 크게 태양전지의 직류출력을 교류로 변환하여 전력을 공급하는 인버터부와 계통측에 이상 등이 발생할 때 장치를 안전하게 정지시키는 계통연계 보호장치부로 구성된다. 인버터는 태양광발전시스템에서 가장 중요한 요소중 하나인데 비하여 그동안 그 선정이나 적용사례를 보면 너무나 단순하게 선정되어오고 있음을 알 수 있다. 어레이 구성에 따른 군 단위 계획의 방향에 따라 인버터 용량과 제어방식이 정해지게 되는데 국내의 경우 대부분 특정 인버터에 맞추어 설계를 진행해 버리는 경우가 아주 많다. 메이커의 특성을 잘 이해하고 시설하고자 하는 시스템에 적정하도록 선정함으로써 최대 효율과 안정된 전력을 공급할 수 있다. 이곳에 모든 기술적인 내용을 소개할 수는 없겠지만 앞으로 태양광발전시스템에 관심 있는 분들에게 이 자료가 조금이라도 도움이 됐으면 하는 바람으로 정리해 보겠다.
우리나라에서 피크부하용으로 사용하는 복합발전이 하계시에서 외기온도가 상승함에 따라 실제로는 정격출력을 내지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 연료(LNG)의 냉열을 이용하여 가스터빈의 연소용공기를 냉각시킬 경우, 복합발전 시스템의 성능변화를 분석하기 위하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 LNG의 냉열을 이용하여 연소용공기를 원하는 온도까지 냉각시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한 연소기로 연료를 투입하기전에 설계온도까지 예열시키는 열교환기를 통해 배기가스에 함유된 현열을 더욱 많이 회수하면서, 가스터빈 투입연료의 온도를 상승시킬 수 있어, 시스템효율이 더욱 상승함을 알 수 있었다. 결론적으로 외기온도가 변하는 경우에, 본 시스템의 도입을 위해서는 경제성분석과 더불어 열교환기 시스템의 최적합성이 추후 진행되어야 할 것이며, 이를 통해 최적의 발전시스템을 구성할 수 있으리라 생각된다.
본 연구는 조력을 검토하고 그 포장력을 Energy로 사용할 수 있도록 연구 고안함에 있어 각종 Energy의 추출방법을 분석, 비교, 검토하여 새로운 방법의 연구와 실질적 이론과 위치변동에 의한 수력을 분석하고 과거에 전연사용하지 않았던 새로운 Energy를 연구개발하여 우리 인류가 사용하기에 편리하도록 분명한 이론을 정립한 것이 특징이다. 본 연구는 다음과 같이 증명이 되었다. 1. 조력발전의 방법은 여러 조건의 방향이 있을 수 있다. 2. 현재까지의 방법중에는 중력 및 부력을 이용한 방법이 가장 유능한 방법이었다. 3. 조력발전의 중력 및 부력발전에 있어 Energy를 투입함으로 생성되는 신 Energy의 강력한 결과를 증명하였다. 4. 그러한 Energy는 해면 1m2당 1일 300ton/m 이상의 Energy를 얻을 수 있는 방법을 고안했다. 5. 이러한 Energy는 우리나라 조력해면 60,000km2에서 평균 7억KWH 이상의 상시출력발전을 할 수가 있고 70만 KWH원자력발전소 1,000기와 같은 대용량의 Energy가 개발이 될 수가 있다. 본 연구는 수문학에 있어 위치변동에 의한 수면운돌을 중력과 부력에 의하여 많은 힘을 얻게하고 자연 Energy를 투입하여 더욱 증대된 강력한 Energy를 획득하는 연구분야의 문을 열었다는 데에 그 의의가 있다.
현대사회의 산업구조가 고도화 되고 IT 활용 기술이 발달함에 따라 전기품질에 대한 고급화가 요구되고 있다. 우리나라 전력계통을 운영하는 한국전력거래소는 급격한 부하변동에 대응하고 고품질의 전력을 공급하기 위해 출력의 증 감발 특성이 우수한 수력발전소의 보조서비스(주로 자동발전제어)를 활용하고 있다. 전력계통의 신뢰도 향상과 안정적인 운영 목적을 달성하기 위해 수력발전소가 계통보조서비스에 적극적으로 참여해야 하지만, 전력계통 보조서비스 제공으로 수력발전소의 전수비가 하락하는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 수력발전소 전력계통 보조서비스 제공에 따른 전수비의 변화를 정량적으로 분석하고 검토하여 향후 수력발전소 운영 자료로 활용하고자 한다.
풍력발전 시스템의 원리를 이해하고, 대표적인 분산전원인 풍력발전 시스템을 전력계통에 연계시켜 그 특성을 모의, 분석할 수 있도록 전력계통 과도모의해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 사용하여 현재 사용하고 있는 풍력발전 시스템 그리고 연계계통을 고려하여 구성하였고, 이 분산전원 모델이 유효한지 보이기 위하여 출력파형을 보였다. 그리고 이 분산전원 모델을 연계계통내 보호계전시스템등과 같은 분산전원과 관련된 전반적인 연구분야에 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문은 상정사고에 기인한 선로의 과부하 해소 대책을 수립함에 있어서 가능한 한 부하차단없이 발전력재배분만으로 과부하해소를 시도하는 새로운 앨고리즘을 제시한다. 신속한 발전력 변화분을 계산하기 위하여 선로 과부하량과 상태변수($\Delta$$\theta$) 및 상태변수($\Delta$$\theta$)와 발전력 사이의 선형적인 관계를 이용하여 우선 과부하선로 양단모선 전압의 위상각 변화분을 계산하고 이에 대한 발전력 변화분을 계산하였다. 이 때 모든 Jacobian요소를 계산하지 아니하고 과부하선로 양단 모선번호에 해당하는 2열의 요소중 발전기 모선(slack 모선 제외)번호에 해당하는 행의 요소만 구함으로써 최소한의 요소를 이용하여 신속하게 계산토록 하였다.
본 논문은 파력발전 장치의 최대 전력 운전을 위한 가변 부하 시스템을 구현하고 해상 및 육상 실험을 통해 검증하였다. 파력 장치는 가변 스프링, 댐퍼, 질량, 동기발전기, 가변 부하 시스템 등으로 구성되었으며, 동기발전기는 최대 출력을 발생시킨다. 파도 조건에 따라 달라지는 부하의 크기는 최적부하계산 알고리즘을 통해 선정되었으며, 제안된 부하 시스템을 통해 부하의 크기를 가변시켰다. 파력발전 장치는 수조 장치를 통해 파도 진폭의 크기(200mm~600mm)와 주파수(0.2Hz~1Hz)를 가변시켜 발전된 전력을 비교 분석하였으며, 해상 시험을 통해 시스템의 성능을 검증하였다.
본 논문은 급증하는 제주지역의 풍력발전설비의 증가에 따라 제주계통의 안정적 운영을 위하여 제주EMS 기능의 일부인 경제급전프로그램의 개선된 내용을 소개하였다. 풍력발전기의 출력은 수시로 변하고 그 예측이 곤란하여, 소규모 계통인 제주계통의 불안정성을 야기할 우려가 더욱 커지고 있다. 이에, 계통운영자가 제주지역 풍력발전기 변동특성을 고려하여 계통운영을 할 수 있도록 풍력발전량 대비 연계선 및 발전기 예비력을 설정 또는 계산하여, 경제급전 참여 발전기에 대한 발전량을 배분할 수 있도록 개선된 제주EMS의 경제급전프로그램의 개선된 내용을 제시하였다.
본 논문에서는 제주풍력단지에 대한 측정 데이터(measured wind power outputs)를 기반으로 제주 실측 풍력데이터를 이용하여 공간적인 상관관계 분석을 수행하고, 상관관계 감쇠거리(CDD; Correlation Decay Distance)를 적용하여 새로운 풍력발전단지에 대한 공간모델 적용 시 기존 풍력발전단지의 포함여부(set 또는 subset)를 결정하는 기준(Threshold)으로 활용하고자 한다. 이를 통해 풍력발전출력 예측에 공간모델을 적용하고, 정확도를 향상시키는 방안을 연구하고자한다.
본 논문에서는 DC-DC 컨버터를 이용하여 조류 발전의 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 제안하였다. 기존의 고정 듀티 제어를 이용한 발전 시스템과 가변 듀티를 이용한 발전시스템과의 비교를 통해서 가변듀티를 이용한 제어방법이 더욱 우수한 성능을 나타낸다는 것을 검증하였다. 제안한 시스템은 블레이드, 영구자석 동기전동기, 다이오드 정류기, DC-DC 컨버터로 구성되어 있으며, 고정듀티, 가변듀티 퍼지제어기를 이용한 가변듀티 방법을 이용하여 제어하였다. 본 시스템은 조류 속도의 측정 없이 컨버터의 듀티 가변으로 발전기가 최대 출력전력을 낼 수 있도록 제어하므로, 별도의 측정 장비가 필요 없다. 따라서 시스템 구성비용 적고, 복잡성이 낮으며, 효율이 높다. 알고리즘의 유효성은 Matlab Simulink를 통해서 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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