전력거래소는 전력계통 운영과 전력시장 운영을 위하여 각각 계통운영시스템과 시장운영시스템을 운영하고 있는데 현행 시스템이 2013년을 전후로 한계수명에 도달할 것으로 예상이 된다. 또한 공공기관 지방이전 정책에 따른 전력거래소 본사 이전도 추진되고 있어 노후화가 예상되는 현행 전력IT시스템을 교체하여 신규로 구축하는 사업을 추진중에 있다. 본 논문에서는 이러한 차기 전력IT시스템 구축 사업의 배경과 주요 추진계획을 간략하게 기술하고자 한다.
전기사업의 자유화, 규제완화가 진행되는 가운데 분산 전원장비의 고 효율화, 저 가격화로 분산 전원의 도입이 급속하게 추진되고 있다. 하지만 분산형 전원이 다수 계통에 연계되었을 때, 전압, 주파수, 계통보호와 기존계통의 전력품질 등에 문제점이 제기되고 있다. 본 연구에서는 고조파의 연계기준(IEEE Std 1547)으로 기존의 전력계통에 태양광발전을 연계시 발생되는 고조파를 평가하는 방법을 제시하였고 분석결과를 검토하였다.
송전망 확충과 병행하여 기존선로를 최대한으로 활용하는 문제가 대되되어 왔고, 동일한 송전선로 확보공간을 보다 효율적으로 사용하여 전력전송을 극대화 하기 위한 연구가 추진되어 왔다. 그 대책으로서 송전전압 격상을 추진하고 있고, 신 전력전송기술의 하나로 FACTS가 연구되고 있음과 아울러, 기존 송전시스템을 그대로 활용하면서 근본적인 전력전송을 증대시키는 방안으로 고다상 송전(High Phase Order(HPO) Transmission)에 관한 연구가 10여년전부터 미국을 중심으로 추진되어 왔으며, New York State Electric and Gas Corporation사는 최근 실계통인 115KV Goudey-Oakdale 송전선로에 6상 송전을 시험 적용하기에 이르렀다. 여러가지 제약조건으로 해서 최대한으로 송전능력을 향상시켜야 하는 시대적 요청에 부응하여, 미국 PTI사가 주도적으로 행한 연구결과를 중심으로 고다상 송전기술에 대하여 기술한다.
69년도의 전력사업은 전원개발의 촉진과 공급신뢰도의 향상을 위한 제사업들이 중점적으로 추진된다. 년간 $30\%$선을 상회하는 수요급증에 대비하여 발전설비의 건설공사가 계속 진전될 뿐 아니라 이와 병행하여 공급의 신뢰도를 높이기 위한 송배전등 공급설비의 확장고사가 대대적으로 추진된다. 그리고 새해에는 특히 우리나라에서 처음으로 시도되는 50만Kw의 원자력발전소와 345kV의 초고압송전계통이 착수됨과 동시에 이수발전소 건설계획에 따르는 기술검토가 활발히 진행됨으로써 우리나라의 전력사업은 그 규모와 기술면에서도 새로운 전기를 가져오게 된다.
전력계통 운영은 시시각각 변화하는 전체 전력계통의 수요에 맞춰서 다양하고 광범위하게 구성된 발전 설비의 전력생산량을 정확히 일치시킴과 동시에 전국에 걸쳐 복잡하고 다단계적으로 망을 형성하고 있는 송전계통을 통하여 전력을 안정하게 유통하는 것이다. 이러한 수급조정과 계통의 안정운용이라는 기본적인 목표와 함께 수요의 급변이나 전력설비의 불시고장정지 등으로 전력 계통상황, 위급해지거나 정전사고를 유발할 경우 신속히 대응, 복수조치를 취할 수 있도록 능력을 확보하는 것 또한 주요 목표이므로 전력계통운영의 기본 목표를 효율적으로 달성하기 위한 기술발전의 목표와 현재의 당면한 기술적 과제를 효과적으로 대처해 나감으로서 중장기적으로 발전시켜 나아가야할 미래지향적 기술 발전 추진계획을 제시하였다.
본 논문에서는 한전 전력연구원에서 개발한 전력계통 해석용 시뮬레이터(이하 KEPS)를 이용하여 대규모 전력계통을 실시간으로 해석하는 방법 및 그 결과를 제시하고자 한다. KEPS는 캐나다 RTI사에서 개발한 RTDS(Real-Time Digital Simulator)를 근간으로 하는 대규모 디지털 실시간 시뮬레이터로써 총 26랙으로 구성되어 있으며 대규모 전력계통을 $50{\mu}sec{\sim}70{\mu}sec$의 타임스텝으로 계산할 수 있는 전력계통 전자기 과도현상 모의해석 장치이다. 본 논문에서는 KEPS를 이용하여 한전의 2000년 계통을 실시간으로 해석하고, 전력계통 안정화장치 (PSS), 계전기등 외부기기를 실시간으로 해석, 검증한 결과를 소개하기로 한다.
최근의 전력시스템에 있어서는 국제화, 규제완화, 전력자유화의 추진에 따른 사회적 요청으로 대형정전사고의 방지 등 전력계통의 신뢰도를 확보하면서 설비형성의 슬림화$\cdot$고가동화 등 전력시스템의 토털코스트의 삭감을 도모하는 것이 기본적인 과제가 되고 있다. 이와 같은 상황에서 미쓰비시전기에서는 네트워크시대의 새로운 보호$\cdot$제어시스템용으로서 전력회사계통용 MELPRO-CHARGE 시리즈와 수용가계통용 MELPRO-DASH 시리즈를 개발, 실용화하였다. 이것들은 다음 그림에 표시하는 것과 같이 네트워크를 통하여 상위의 자동화시스템 및 감시제어시스템과 결합되어 보호$\cdot$제어기능의 고도화, 계통운용$\cdot$유지보수 시스템의 합리화를 실현하게 되는 것이다. 또한 MELPRO-CHARGE 시리즈는 고성능CPU의 채용으로 콤팩트화(동사 종래비의 약 1/2), 각종 사양에 대해 전용 생산툴에 의한 유연한 대응 등의 특징을 갖고 있다. 또 MELPRO-DASH 시리즈는 FA용 범용 네트워크에 의한 심플화와 보호$\cdot$계특기능 등의 특징을 갖게 된다. 본고에서는 전력계통 보호릴레이 기술의 동향과 새로운 보호$\cdot$제어시스템용 MELPRO 시리즈의 개발$\cdot$실용화 노력에 대한 개요를 소개한다.
본 논문에서는 DC배전 전기추진 선박에서 전력품질 향상 및 전력 공급 안정성을 위한 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치(BESS)를 적용하고 이에 대하여 기술한다. MATLAB/Simulink를 이용하여 DC배전 전기추진 선박 및 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치의 시뮬레이션 모델을 구현하였으며, 구현된 시뮬레이션 모델에 발전 전력과 소비 전력 간의 전력 수급 차로 DC 계통의 전압 변동이 발생되는 추진전동기의 급격한 가, 감속 운전 시나리오를 적용하였다. 적용 시나리오에 의해 발생된 전압 맥동 현상은 리튬-이온 배터리 에너지 저장장치를 이용하여 IEEE STD. 1709 - 2010에서 제시하는 전압 허용 범위를 만족함으로써 DC배전을 갖는 전기추진 선박의 전력품질 향상 및 전력 공급의 안정성 여부를 검토한다.
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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