전력계통의 운영은 생산과 소비가 동시에 이루어지는 특성을 지닌 전기를 사용하는 고객에게 양질의 전기를 중단 없이 공급하기 위하여 전체 전력계통을 실시간으로 감시 제어하고, 계통주파수를 자동으로 조정하는 설비인 에너지관리시스템(EMS: Energy management system)을 이용한다. 또한 시장운영시스템(MOS : Market Operating System)은 전력을 일반 상품처럼 사고 팔기 위하여 입찰, 계량, 정산기능을 수행하고 있다. 이들 시스템은 전력산업분야의 최정점에 있는 핵심적인 장치로서 복잡한 전력계통의 운영과 효율적인 전력시장 운영을 위하여 견고한 플랫폼과 계통규모에 적합한 다양한 어플리케이션이 제공되어야 한다. 세계적으로 이들 시스템은 약 10${\sim}$15년 주기로 업그레이드 혹은 설비 전면 대체를 하고 있으며 이때 설계자가 과거, 현재의 경험을 바탕으로 미래 지향적인 관점에서 심사숙고하여 설계하느냐에 따라 향후 전력산업발전에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
전기사업자는 전기사용자에게 양질의 전기를 염가로 공급할 것을 사명으로 하고 이를 달성하기 위하여 전력계통의 계획과 건설 및 운용면에 최적화를 도모하고 있다. 본고에서는 전력계통운용면에서의 최적화 기본방안과 이미 개발된 일부의 운용이론을 소개하여 회원들께 관심과 이해를 깊게 하고자 한다.
초전도 케이블을 실계통에 연계한 계통이 운용되고 있으므로 인해 많은 계통 과도현상의 모델링이 필요하다. 초전도 전력기기의 특성을 고려한 계통영향 분석을 통해 향후 초전도 기기의 확대 보급을 위한 적용기술 기반 확보가 필요하다. 그래서 본 논문에서는 초전도케이블의 실계통 적용을 위해서 이천변전소에 시범 적용된 초전도케이블 계통을 대상으로 전력계통의 뇌격 침입에 의한 계통의 과전압 현상을 파악하기 위한 전력계통 모델링 및 계통모의를 실시하였다. 최근 낙뢰로 인한 전력계통의 고장율도 증대되고 이로 인한 피해도 증가되고 있어, 향후 실계통 적용될 초전도 전력기기에 대한 과전압 특성에 대한 기술적 분석은 반드시 요구되고 있다.
우리나라는 전계통 정전 발생 및 광역지역 정전에 대비하여 매년 "전계통 정전시 복구계획"을 수립하여 정전발생에 대비하고 있다. 우리나라는 외부와 고립된 계통으로 외부수전이 불가능하므로 전국 7개 지역에 12개 자체기동발전기를 지정하여 운영하고 있다. 정전 발생시 우리나라 계통복구 절차를 살펴보면 먼저 거래소가 EMS와 전국 발 변전소로부터 올라온 정보를 분석하여 광역정전 여부를 파악하여 정전상황을 각 사업소에 통보하게 된다. 그 후 즉시 자체기동발전기를 기동하고, 시송전 선로를 구성하게 된다. 이 시송전선로를 통해 자체기동발전기에서 생산한 전력을 우선공급발전소에 전달하여 최초 계통복구를 위한 시송전계통을 구성하게 된다. 이후 안정후공급발전기에 기동전력을 공급하면서 계통에 병입되는 전력에 맞춰 계통 부하복구를 시행하게 된다. 지역별 계통이 안정화되었을 경우 지역간 계통을 연계하여 복구과정을 마치게 된다. 이러한 복구계획의 시초가 되는 자체기동발전기가 우리나라와 같은 고립계통에서 매우 중요하므로 자체기동발전기 정기시험을 매년 시행하고 있다. 마지막으로 2006년 제주계통 정전시 복구계획 적용사례와 이때 발생되었던 문제점 및 해결방안을 설명하였다.
적응성 혹은 비선형 계통의 제어가 발달됨에 따라 평상시 작동상태에서 그 계통의 특성을 아는 것이 중요시 된다. 이 특성은 계통의 입력과 출력에서 얻게 되는데 이런 과정을 식별(Identification)이라고 하며 이중 특히 이미 그 계통의 "토포로지"는 알려지고 파라미터만을 구하는 문제에 대해서 사용코저 제시된 여러가지 방식을 종합하고 검토해보았다. 방식의 구분은 다소 임의적이나 편의상 사용키로한다.의상 사용키로한다.
전력계통을 구성하고 있는 수력, 화력, 원자력발전소, 변전소, 개폐소 및 이들을 연결하고 있는 송배전선의 규모가 전력수요의 현저한 증가와 더불어 더욱 거대화, 복잡화됨에 따라, 수용가에 안정한 양질의 전력을 저렴하게 공급하기 위해서는 이들 설비를 보다 합리적, 경제적으로 운용할 필요성이 점차 높아지고 있다. 본고에서는 전력계통의 경제운용을 위해 고려해야 할 기본사항과 일반적인 경제운용계획산법을 간략하게 소개함으로서 전력계통에 관심이 있는 회원제위의 이해를 돕고져 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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