반디호 전기계통 설계 시 성능외에 추가로 고려한 사항은 정비성 향상이다. 기존의 소형항공기들의 경우 전기계통의 정비성은 엔진이나 다른 계통에 비해 현저히 떨어진다. 그 결과 전기계통 문제 해결을 위한 정비 시간과 인력이 많이 소모되고 있다. 반디호의 경우 설계 단계에서부터 모듈화 개념을 도입하여 전기계통의 세부 모듈들의 분리를 가능하게 하여 각 모듈별로 정비가 가능하게 함으로써 정비가 편리하도록 하였다. 본 논문에서는 반디호 전기계통의 설계 및 제작에 대하여 기술하였다.
전기철도 급전계통은 차량 또한 이동 부하이고, 비정상적인 전기적 특성이 나타날 수 있으므로, 전기적으로 정확한 해석을 할 필요가 있다. 본 연구는 PSCAD/EMTDC 과도해석 프로그램을 이용하여 직류 전기 철도 시스템을 모델링 함으로써 전기철도 급전계통의 정확한 특성을 연구하는 것이다. 한전 계통으로부터 전력을 급전 받아 전기철도차량 부하에 공급되는 급전계통을 실제와 가깝게 모델링 함으로써 정상상태 해석과 사고 시 과도특성 분석 및 계통에의 영향 해석을 목적으로 한다. 프로그램 특성상 각각의 소자를 모델링 한 후 4단자망 이론에 근거, 각 소자를 결합하여 전체 계통을 구성한다. 각각의 소자는 전차선로, 정류기 및 제어기를 포함한 차량부 (전동기, 제어소자), 정류 변전소 등으로 구성된다. 이 논문에서는 급전계통의 정상상태 및 고장전류를 분석함으로서 제안된 모델을 검증한다.
전력계통은 근년에 와서 한층 더 대규모 복잡화되고 전기의 질적향상에 대한 사회적 요청도 날이 갈수록 더욱 더 높아져 가고 있다. 이와같은 정세하에서 전력계통을 원활하게 효율적으로 운용해 나기기 위하여서는 보다 고도한 계통운용기술이 필요하게 되어 이미 실시하고 있는 주파수-유효전력제어, 전압-무효전력제어를 주체로 한 자동급전의 영역을 더 넓혀서 여기에 전력계통의 신뢰도확보를 목적으로 하는 신뢰도제어까지 포함시켜 나갈 필요성이 생기게 되었다. 또한 한편에서는 생력화를 주목적으로 하여 개별적인 제어의 자동화 및 집중제어가 촉진되어 제어용전자계산기의 도입과 더불어 제어소의 규모도 확대화될려고 하고 있다. 이와같은 배경에서 중앙급전지령소의 운용으로부터 말단의 발변전소의 조작에 이르기까지의 일괄된 전력계통운용을 펴나가기 위한 전력계통종합자동화가 추진되고 있으나 이들의 제어시스템의 대세로서는 점력계통이 가지는 계층제어시스템의 적용을 지향하고 있다. 본보고에서는 그동안 수년간에 걸쳐 일본 전기학회 급전상치산문위원회가 금후의 전력계통종합자동화의 지표와 그 실현을 위한 기술적 기초의 확립을 목적으로 하여 전력계통에 있어서의 계층제어시스템에 관하여 조사연구한 내용을 집약, 정리해서 소개하고자 한다.
본고에서는 (1) 대전력장거리송전계통의 안정도향상 문제, (2) 기간송전계통의 단락전력압제 문제, (3) 대전력장거리송전계통의 계통전압과 주파수의 유지 문제, (4) 사고파급에 의한 광범위대정전의 방지 문제의 문제들에 대하여 초고압계통의 운용에 경험이 있는 외국의 전력계통운용방안들을 참고로하여 그의 개요를 기술코자 한다.
원전의 보호계통은 발전소의 비정상 운전시 원자로를 보호하고, 관련 기기를 작동시켜 사고를 완화시키는 기능을 수행한다. 따라서, 보호계통은 안전등급으로 분류되고, 안전기준에 따라 개발되어야 한다. 본 기고에서는 우리나라를 비롯한 원자력선진국의 보호계통 개발동향을 기술한다. 또한, 원전 계측제어계통 개발 사업을 통해 개발되고 있는 보호계통과 안전등급 PLC(Programmable Logic Controller)에 대한 설계특징과 그 구성에 대해 논의한다.
전력거래소는 매년 여름철 최대부하 계통을 포함해저 설비의 신증설 등 계통 변경사항이 발생하면 "전력계통 신뢰도 및 전기품질 유지기준"(지경부 고시, 2005. 11월 개정)을 만족하도록 운영방안을 수립하고 있다. 여기에는 전력계통 망의 구성방안, 융통한계량, 과도 및 전압안정도를 유지하기 위한 고장파급 방지장치의 운영방안 결정, 상정고장이 발생 했을 때의 조치방안 등을 포함한다. 이와 같은 계통운영방안을 보다 신뢰성 있게 수립하기 위해서는 우리나라 계통의 특성을 정확히 파악하는 일이 무엇보다 중요하다. 본 고는 올 하절기 최대부하 기간의 계통운영 실적자료를 이용하여 우리나라 계통의 특성을 분석하고, 실적계통의 최적화된 결과와 비교하여 운영개선방안을 도출하고자 한다. 검토결과는 향후 계통운영방안 수립을 위한 기초자료로 활용될 예정이다.
전력계통운용에서는 EMS 및 SCADA시스템은 이제 없어서는 안될 필수 불가결한 도구가 되고 있다. 우리나라에서는 전력계통 규모의 확대와 전력계통 운용기술의 발달에 발맞추어 전력계통 제어시스템에 대한 여러단계의 현대화 과정을 통하여 아시아에서는 물론 세계적으로 진보된 에너지관리시스템을 설치하였으며 SCADA와의 계층제어체계를 수립하고 또한 현재 가능한 모든 신기술의 응용소프트웨어를 갖춤으로써 고품질의 전력을 안정되게 공급하는데 이 시스템이 크게 기여하리라 생각된다. 그러나, 전력계통은 점차 더 복잡 다양하게 확대되어갈 것이고 수용가는 더욱더 고품질의 전력에 대한 안정적 공급의 요구가 증대되리라 여겨짐에 따라 전려계통 제어시스템도 전기 품질을 개선할 수 있는 응용 기능 즉, 전압안전도를 고려한 상정사고해석, 신속한 사고복구를 위한 인공지능 복구제어 그리고 예방제어를 위한 신기술등을 보강해 나가야함은 물론 설비 측면에서도 전기 품질에 직접 영향을 주는 기상에 관한 신속, 정확한 예측정보를 얻을 수 있도록 전력계통 기상정보시스템을 도입해야 할 것이다.
최근 플러그인 전기자동차에 대한 적극적인 보급 정책이 추진되고 있으나 플러그인 전기자동차는 전력계통에 직접 연계되어 충전수요를 공급받기 때문에 충전수요의 집중도에 따라서는 전력계통의 설비확충이 요구될 수도 있다. 반면 전력계통의 설비확충은 많은 시간과 투자가 소요되어 현실적으로 제한될 수밖에 없기 때문에 기존의 전력망을 효율적으로 이용하여 플러그인 전기자동차의 충전수요를 안정적으로 공급하는 것은 플러그인 전기자동차의 보급 확대에도 중요한 요소라고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 주어진 전력계통에서 선로조류와 모선전압과 같은 제약조건을 만족하면서 플러그인 전기자동차의 충전수요를 공급하기 위한 충전계획 수립방안을 제안한다. 이를 위해 자동차의 주행 패턴과 충전 요금제를 기준으로 플러그인 전기자동차 충전수요의 요구량과 충전 시작시간을 전기자동차별로 모델링 한 후 이를 전력계통 모델에 연계하여 조류계산을 계산하여 전력계통의 운전 상태를 모의하였다. 또한 선로의 전력조류와 모선의 전압에 대한 제약 조건의 만족 여부를 확인하며 제약조건에 위반이 발생하는 경우 이를 완화하기 위해 제약조건에 직접 관련된 플러그인 전기자동차의 충전수요를 조정하여 계통제약의 만족여부를 재확인하는 과정을 반복함으로써 주어진 전력계통의 제약조건을 만족할 수 있는 플러그인 전기자동차의 충전계획을 수립하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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